Az élőlények fizikája és kémiája

Lexikonomban elsősorban az "élettelen természet" jelenségeivel foglalkozom. Bár számos olyan szerves vegyület is megtalálható, amelyek erősen kötődnek az élővilághoz (pl. DNS, fehérjék, hormonok, szőlőcukor, cellulóz, ATP, stb.)
A biológia területére nem is igazán szeretném kiterjeszteni, most viszont egy kicsit "elkalandozok" errefelé.
Az Élet és Tudomány 2007/14. számában olvastam néhány érdekes adatot a nagy fakopáncsról. Ez annyira megtetszett, hogy úgy döntöttem egy Érdekességek címszó erejéig foglalkozom az élővilág "fizikai és kémiai hátterével", kicsit talán szokatlan módon.
Nem vagyok biológus, teljesen kívülállóként, teljesen szakszerűtlenül kísérlem meg összeszedni az élővilág fizikai és kémiai vonatkozásait
Megpróbálok érdekes információkat is összegyűjteni az élőlények "anyagairól", "fizikai paramétereiről", "érzékeléséről", "legjeiről".

Mi is az élet

Ez a mai napig nehéz kérdés és tőlem sokkal okosabbak sem tudnak egyértelmű választ adni rá.
Ha ránéz valaki mondjuk a kutyájára, az úgy elég egyértelműen élőlénynek látszik (még, ha nehéz is megfogalmazni, hogy mitől).
Az igazi problémát a "határesetek" jelentik.
Minek tekinthető mondjuk egy nyamvadt kis RNS szakaszból és némi fehérjéből álló vírus?
(Az ábrán egy bakteriofág felépítése látható.)
Szintén problémásnak tekintik mondjuk a lefagyasztott spermiumokat, vagy egy lefagyasztott megtermékenyített petesejtet az élet kérdésének eldöntése szempotjából.

Azon is el lehet gondolkodni, hogy mondjuk egy mag, amely akár évtizedekig csíraképes az élőlénynek számít?
Tulajdonképpen minden olyan anyagot tartalmaz, ami az új élőlény "indulásához" szükséges.
Tartalmazza:
- azokat az "alapépítőköveket" (aminosavakat, zsírsavakat, stb.), amelyek a belőle kialakuló növény sejtjeinek (kezdeti) felépítéséhez szükségesek
- azt a vegyileg kódolt "információt" (DNS), hogy az alapanyagokból hogyan kell élőlényt készíteni
- azokat a "vegyianyagokat" (enzimeket), amelyek képesek az információ alapján az alapanyagokból élőlényt "készíteni"
- azt a vegyileg kötött energiát (keményítő, olajok), ami a "készítés" során (kezdetben) szükséges

Mi kell még?
Megfelelő körülmények (pl. a talaj "elfogadható" hőmérséklete, víz jelenléte).

A többi már "működik magától" és amennyiben a körülmények tényleg megfelelőek, akkor a továbbiakban a kialakult növény már "elboldogul". Amikor a növényke kialakul már "csak" napenergiára, vízre, szén-dioxidra, és a talajban megfelelő ionok formájában felvehető "alapelemekre" (nitrogén, foszfor, kálium, stb.) van szüksége. Aztán, ha ezek a körülmények tartósan fennállnak, és nem kerekedik felül másik élőlény sem (nem legelik le, nem használják el gombák, stb.), akkor újra magot hoz és minden kezdődhet elölről....

Nézzük tehát - teljesen szakszerűtlenül - hogy mi kell feltétlenül egy élőlényhez.

+ Mindenképpen kell valami, ami elhatárolja a környezetétől.
A sejthártyákat, "biológiai membránokat" kettős foszfolipid rétegek alkotják. Ezeknek a molekuláknak a "vizes", vagy inkább "vízkedvelő" végei állnak a környezet illetve a sejt belseje felé.
Ha ilyen anyagokat elegyítenek vízzel akkor azok "maguktól" is kisebb nagyobb cseppecskék falát alkotják.

Az "igazi" sejteknek azért bonyolultabb a fala, hiszen pl. különböző "kapukat" is tartalmaz, amelyeken az élőlény másik fontos jellemzője az anyagcsere megvalósul.

A soksejtű élőlényeknél az egész "rendszert", az egész élőlényt is körülveszi egy megfelelő kültakaró, ami a szervezet határát jelenti. (Ami ezen belül van az az élőlény, ami ezen kívül az a környezet.) Sejt szinten viszont itt is a foszfolipid rétegek jelentik a határt.

+ A másik nagyon fontos dolog tehát, ami "élővé tesz" valamit az anyagcsere.
Minden élőlény felépíti valahogy saját magát, előállítja a saját jellemző anyagait, ellátja magát energiával, illetve a környezetbe juttatja azokat az anyagokat, amelyekre nincs szüksége vagy kimondottan károsak számára.

Nagyon leegyszerűsítve az anyagcsere nem más, mint bonyolult biokémiai folyamatok összessége, melynek során különböző enzimek alakítják át a környezetből vett anyagokat más anyagokká, ami nem kell azt pedig visszajuttatják a környezetbe.
Ehhez persze energia szükséges. Ezt a zöld növények a napfényből nyerik, ("ők" jelentik tehát az egész élet alapját). Az élet egyik legnagyobb "találmánya" talán a fotoszintézis, amit a mai napig nem voltunk képesek "ellesni" igazán. A többi élőlény más élőlényekből szerzi a "működéséhez" szükséges energiát.

A zöld növények közvetlenül, az azokat elfogyasztó állatok közvetve használják a napenergiát.

Vannak még "kémiai energiával működő" élőlények is. Ilyenek találhatók pl. a tenger alatti vulkánok környezetében.

+ A harmadik alapvető életjelenség a szaporodás, vagy reprodukciós képesség.
Az élőlények általában nem örökéletűek, egy egy faj viszont egészen hosszú ideig képes fennmaradni. Ezt biztosítja a szaporodás.

A jelenlegi élőlények mindegyike egy "univerzális kódrendszert" használ arra a célra, hogy az őt magát leíró információkat átadja az utódjának. Ezt a kódrendszert egy rendkívül hosszú, többszörösen összetekeredett molekula tárolja, amit DNS-nek nevezünk. Ez a molekula képes arra, hogy - megfelelő enzimek hatására - széttekeredjen és részben vagy egészben lemásolódjon.

A sejtosztódás folyamata.
Első fázisa a DNS lemásolódása (a kromoszómák megkettőződése).

Ezzel "oldotta meg az élővilág", hogy az "egyszer már kitalált" dolgok átadódjanak az utódokba. Ezzel a módszerrel könyvtárnyi információmennyiséget szerezhetnek az utódok - tanulás nélkül.

Ezzel kész is az élőlény, persze "kissé leegyszerűsítve".

Azért sok minden egyéb is szükséges még, például nem árt, ha valamilyen módon képes érzékelni a környezetét és képes arra reagálni is. Az érzékeléssel majd lentebb foglalkozom "Az élőlények fizikája" részben, bár valamennyire a kémiába is "beleférne".

Az életről egyébként könyvtárakat lehet írni és írtak is, ezt én meghagyom a biológusoknak.

Az élőlények kémiája

Az élővilág anyagairól egy felől mondhatjuk, hogy "egyszerűek". Hiszen az egész élővilág által "alkalmazott" anyagok legnagyobb hányada fehérje, és ezek mindössze 20 aminosavból épülnek fel.
Ugyanakkor mondhatjuk azt is, hogy hihetetlenül bonyolultak. Hiszen ebből a húsz aminosavból elvileg többféle vegyület keletkezhet, mint ahány atom van a világegyetemben!
Persze ennyiféle anyagot azért nem "használ" az élővilág és erre nincs is szükség. De a ténylegesen létező fehérjék is fantasztikusan sokfélék.
Elég csak arra gondolnunk, hogy az izmok, a tojásfehérje, az emberek és az állatok bőre, a haj és az állati szőr, a pókháló, a madarak tolla és csőre, a szemlencse, vagy mondjuk az inzulin egyaránt fehérjék! És ezen kívül még hihetetlenül sok fehérje létezik az élővilágban, amelyek "megjelenésükben" és tulajdonságaikban, funkcióikban egyaránt nagyon nagy mértékben különböznek.

Az élővilág szinte mindent fehérjékkel "old meg".

Fehérjék alkotják az élőlények "vázát", ezek teszik az élőlények megjelenését olyanná, amilyennek ismerjük azokat.
Ugyanakkor fehérjék biztosítják az egész élet "működését" is, a sejteken belül és a sejtek összességében, a teljes szervezetben egyaránt.
Azok az enzimek, amelyek az alapvető életműködéseket biztosítják szintén fehérjék.

A Szójegyzék keresőjébe beírva a fehérjék keresőszót lexikonom összes kapcsolódó címszava legyűjthető.

Azért számtalan egyéb anyagot is "használ" az élővilág.
Itt van mindjárt az összes fehérje előállításának "receptjét" biztosító anyag a DNS, illetve a recept "kiolvasását", a "fehérjévé történő átírást" biztosító RNS.

A DNS molekulaképe

Ne feledkezzünk meg az "általános energiahordozókról" sem.
Az élővilág legelterjedtebb molekulája a szőlőcukor. A leggyakoribb szerves molekula a Földön! Ebből nyerik a sejtek az energiát és azt raktározzák el az ATP nevű vegyületben, amely egy általánosan elterjedt "akkumulátornak" tekinthető az élővilágban.

A szőlőcukor és "származélainak" molekulaképei:

szőlőcukor	keményítő	cellulóz

Szőlőcukorból áll az növények által széles körben "táplálékraktárként" használt keményítő, illetve ennek "állati változata" a glikogén.
A szőlőcukor egy igazán "multifunkciós" anyag, hiszen a növények "univerzális vázanyaga" a cellulóz is ebből áll, sőt a rovarvilág is csak kicsit módosítva használja vázanyagként a kitinben!

Szőlőcukor molekulaláncból felépülő növényi cellulóz rostok.

Szóval tényleg rengeteg van a szőlőcukorból, hiszen a fotoszintézis során a Nap fényének energiája közvetlenül ebben raktározódik el.
Kicsit leegyszerűsítve mondhatjuk, hogy a szőlőcukor "kémiailag raktározott Napfény".

Az eddig említett vegyületek legnagyobb részben alig néhány elemből (szén, hidrogén, oxigén, nitrogén) épülnek fel és egyes fehérjékben (pl. kollagén) van még egy kis kén is.
Ezek mellett azonban, sokkal kisebb mennyiségben ugyan, de a fél periódusos rendszer megtalálható még.
Elég a csontokban található kalciumra vagy a létfontosságú B12 vitaminban található kobaltra gondolni.
Az enzimek "aktív részeiben" gyakran fémek biztosítják a megfelelő "katalizátorhatást", ami a biokémiai folyamatokban nélkülözhetetlen (pl. a már említett hemoglobinban a vasatom végzi az oxigén szállítását, a hozzá nagyon hasonló klorofilban pedig a magnézium biztosítja a "fény megkötését"). Szóval mondhatjuk akár azt is, hogy magnézium nélkül nem létezne élet, pedig egyébként sokkal kevesebb van belőle az élővilágban, mint a már említett "alapelemekből" (szén, hidrogén, oxigén, nitrogén).

Az élet elemei címszóban egy periódusos rendszerben láthatók mindazok a kémiai elemek, amelyeket az élővilág "használ".

Azt hiszem nem szabad kihagyni az élet számára leglényegesebb anyagok közül egy "teljesen hétköznapi" vegyületet - a vizet.
A víz nagyon sok szempontból elengedhetetlen az élet számára. (Nem véletlenül keres az űrkutatás is vizet mindenütt.)

A víz egyrészt "általános reakciós közegként" van jelen az élővilágban. Az összes biokémiai folyamat vizes oldatban történik a sejteken belül.
A molekulaképeken maga a vízmolekula és oldási "módszere" (egy oldott kloridion) látható.

Maguk a fehérjék is vízburokkal körülvéve "működnek", a víz stabilizálja nélkülözhetetlen térszerkezetüket. Ha a vizet "eltüntetjük" róluk, akkor "használhatatlanná válnak". Gondoljunk a tojássütésre! A sült tojás megszilárdult, összeálló fehérjéje, már teljesen alkalmatlan biológiai funkciójának ellátására.

Az élővilág "találta ki" a kompozit anyagokat is. Számtalan ilyet "kifejlesztett". Ezek együtt sokkal jobb tulajdonságokkal rendelkeznek, mint az alkotó anyagaik külön.
A képen látható csontok pl. fehérjerostok és kalcium-karbonát kompozitjai. Ehhez hasonló anyagokból állnak a kagylóhéjak is.
A növényvilág is használ kompozit anyagokat, a fák ágai pl. cellulóz és lignin kompozitjai.
Számtalan egyéb példát lehetne még hozni ilyen anyagokra is.

A fentebb említetteken kívül rengeteg egyéb vegyületet állít elő és használ az élővilág.
Megpróbálok ezek közül csak néhány ismertebbet összeszedni, amelyek lexikonomban is megtalálhatók.
Sósavat állít elő sok élőlény gyomra (az ember is) a fehérjebontó enzim működési pH-értékének biztosításához.
Zsírokat és olajokat is használnak az élőlények részben energiatartalék céljára, részben hőszigetelésre, rezgés csillapításra. (A nagyon sovány emberek talpán is van zsírréteg.)
A fermentációs folyamatokban részt vevő baktériumok alkoholt, tejsavat, ecetsavat "gyártanak".
Bizonyos növények különböző alkaloidokat állítanak elő, feltehetően védekezési célokra. Ezek közül sokat használunk, fogyasztunk (pl. koffein, nikotin).
Számos aldehid fordul elő különböző növényi olajokban.
A fentebb már említetteken kívül is rengeteg karbonsav található az élőlényekben szabadon (pl. hangyasav) és észterek formájában (zsírok, olajok) egyaránt.
A már említett szőlőcukron kívül sok más cukor előfordul az élővilágban monoszacharidok, diszacharidok és poliszacharidok formájában egyaránt. A legismertebb a répa- vagy nádcukor, amit csak cukorként emlegetünk.

	Néhány jellemző vegyület molekulaképe a fentebb említettek közül.

Ezeken kívül persze számtalan egyéb egyszerű és bonyolult szerves vegyületet állít elő az élővilág.
A Szójegyzék keresőjébe a szerves keresőszót beírva a lexikonomban található több száz szerves vegyület listája gyűjthető le. Az egyes vegyületeknél megtalálhatók az előfordulási adatok illetve a biológiai vonatkozások.
Lexikonom a periódusos rendszer valamennyi eleméről tartalmaz információt. Az egyes kémiai elemeknél is megtalálhatók a biológiai vonatkozások.

Az élőlények fizikája

Az élőlények nagyon jól ismerik a fizikát is. Még előttem van, amikor a macskánk tízből tízszer fel tudott úgy ugrani az íróasztal szélére, hogy mindig a szélső néhány centiméteres területre érkezet. Azt hiszem a legtöbben "megroggyannának", ha most ki kellene számolniuk, hogy mekkora erővel kell ellökni egy két kilogrammos tömeget ahhoz, hogy pontosan oda érkezzen. A macskák ezt "behuzalozottan" tudják

Ebben a részben az élőlények fizikai vonatkozásait próbálom összegyűjteni nagy vonalakban és megint csak "kívülállóként".

Az élőlények tökéletesen ismerik a közegellenállás, az aerodinamika, a hidrodinamika, a súrlódás, a felületi feszültség, stb. törvényszerűségeit, alkalmazzák az egyszerű gépeket, a hatás-ellenhatás törvényét és számtalan egyebet is a gyakorlatban.
(Az alábbiakban ezekre láthatunk példákat.)

Az ábrán jól látható, hogy az emberi kar csontjai és izmai egy kétkarú emelőként működnek "fizikailag".	A molnárkák kifejlesztették a vizenjárás képességét is. A felületi feszültség tartja őket a víz felszínén.

A vízben élő és a repülő élőlények némelyike szinte tökéletesen áramvonalas.
Viszonylag kis energiával fantasztikus sebességekre képesek.
A ragadozó madarak a "hangtalan repülést" is megoldották. A széttárt szárnytollakon kialakuló légörvények sokkal kisebb zajt keltenek, mint pl. a vitorlázó repülőgépek "egyenes szárnyvége". (A képeken palackorrú delfin illetve vándorsólyom látható.)

Az élővilág használja az elektromosságot is.
Az idegrendszer részben elektromos hálózatnak tekinthető, de az élővilág ezt nem "drótokkal" oldja meg, hanem ionvándorlással. Ráadásul az "összeköttetések" is "kémiai módszerrel" biztosítottak.
Maga a "jel" (ingerület) azonban tényleg elektromos áram (akciós potenciál) formájában jut el az egyik idegsejttől a másikig. Ezt az átvitelt egy, az idegpálya mentén végigvonuló Na⁺- és K⁺-ionszivattyúk által szabályozott, folyamatos ionegyensúly változás biztosítja.
A szigetelést az idegsejtek nyúlványait körülvevő mielin biztosítja.

Az élővilág a "reaktív (rakéta) hajtást" is kifejlesztette.
A kalmárok már nagyon sokkal a vízsugárhajtás kifejlesztése előtt ismerték és használták ezt a módszert.

Az élőlények érzékszervei is hihetetlenül specializálódtak az évmilliók során.
Képesek érzékelni az elektromágneses hullámok egy részét, a hangrezgéseket, az elmozdulást, kémiai anyagokat, stb.
A sólyom szeme (baloldalt) csak a látható fényt érzékeli, de azt 10-szer olyan jól, mint az ember.
A méhek szeme (középen) az UV tartomány egy részét is képes látni.
A kígyók (jobboldalt) infravörösben is "látnak". A szemek és az orrlyukak között elhelyezkedő páros, úgynevezett gödörszerv néhány tizedfokos hőmérsékletkülönbség észlelésére alkalmas. A kígyó akár az elmenekült préda hőnyomát is képes követni.

 

Sok élőlény képes hangkeltésre. Egyes élőlények (pl. delfinek, denevérek) ultrahangokat is keltenek illetve érzékelnek. A bálnák nagyon nagy távolságról meghallják az infrahangokat. Néhány ismert állathang megszólaltatható a megfelelő gombra kattintva. (A hangrészlet néhány másodperc múlva elhallgat és az alaphelyzetébe áll vissza.)

Bizonyos élőlények a fénykeltést is "megtanulták", (pl. egyes rovarok, tengeri moszatok, mélytengeri élőlények, stb.) A biolumineszcencia jelenségét alkalmazzák és rendkívül jó hatásfokkal képesek fényt előállítani.

A baloldali ábrán az látható, hogyan "lát" a delfin ultrahanggal.

A jobboldali képen egy világító szentjánosbogár.

Persze ez csak egy kis ízelítő volt, számos egyéb különleges képességgel is rendelkeznek élőlények.

Az érzékeléssel részletesebben is foglalkozom az Érdekességek rész Érzékelés - észlelés - kölcsönhatás címszavában.

Karbantartás

Azt hiszem érdemes megemlíteni még egy nagyon fontos dolgot, ami az élőlények hosszú ideig tartó "működőképességét" biztosítja.
Ha egy gép, szerkezet hosszú ideig tartó működőképességét fenn akarjuk tartani akkor szükség van megfelelő karbantartásra, egyes kopóalkatrészek időszakos cseréjére.

Az élőlények ebből a szempontból nem különböznek a gépektől, nekik is szükségük van rendszerese karbantartásra.
A megoldás azonban már lényegesen eltér.
Az élőlények sokkal kisebb "alkatrészekkel" dolgoznak, sejtszinten oldják meg a cserét.
Ha ez nem így lenne sokkal rövidebb ideig lenne "működőképes" az élőlény.

Gondoljuk meg mekkora igénybevételnek van kitéve például az ember csípőizülete. Ha nem működik megfelelően a "sejtszintű alkatrészpótlás" akkor bizony mozgásképtelenné válhat az ember. A korszerű orvostudomány ilyenkor csipőprotézist alkalmaz, egyszerűen kicserélik az izületet. Sajnos ezt már nem képes a szervezet pótolni, folyamatosan megújítani, cseréje csak egy újabb műtéttel lehetséges.

Egy csípőprotézis (baloldalt) és beépítés utáni röntgenképe (jobboldalt)

Az élőlények szervezetét felépítő minden egyes építő "alkatrész", minden sejt, időről időre megújul. Az elhasználódottak "öngyilkosak lesznek" (apoptózis), felszívódnak, anyaguk beépül az új sejtekbe.

A szervezet képes kijavítani a kisebb "meghibásodásokat" (sérüléseket) is. Ha elvágjuk a kezünket először a vérben lévő megfelelő anyagok gondoskodnak a "gyorstapaszról", megfelelő fehérjékkel elzárják a sérült szakaszt (véralvadás). Aztán jönnek az őssejtek, előkeresik a "karbantartási kézikönyv" (DNS) megfelelő bekezdését (gén szakaszok) és "legyártják" azokat a fehérjéket, amelyek a sérült alkatrészek (szövetek) pótlásához szükségesek. Közben persze - szükség esetén - működésbe lép a beépített védelmi rendszer is. Ha a sérült területen "idegenek" (kórokozók) jutnak be, akkor az immunrendszer "katonái" gondoskodnak leküzdésükről.

A fentiek mögött hihetetlenül bonyolult mechanizmusok működnek, amelyek jó részét még nem ismerjük. Amit ismerünk belőle arról is köteteket lehetne írni.

Persze ami elromolhat az el is romlik. Ha ezekben a folyamatokban hibák vannak, és ezek bizony előfordulnak, főleg az szervezet idősebb korában, akkor annak akár végzetes következményei lehetnek.
Például vannak olyan sejtek, amelyek nem hajlandóak öngyilkosak lenni, előfordul, hogy az őssejtek "félreértelmezik" a "karbantartási kézikönyvet", stb.

Legek, érdekességek
(extremofil élőlények, termofilek, hipertermofilek, pszichrofilek, acidofilek, alkalifilek, halofilek, litofilek)

Az emberek általában vonzódnak a legekhez, ezért összeszedtem néhány, az élőlények "fizikai és kémiai tulajdonságaival" kapcsolatos "leget".
Mindenképpen érdekes dolog összehasonlítani magunkat az "élővilág bajnokaival". Úgy tűnik - az eszünket leszámítva - elég ványadt képességekkel rendelkezünk.

Kezdjük mindjárt azzal, ami az egész címszó megírására "ihletett".
A képen látható nagy fakopáncs egészen rendkívüli képességekkel bír.
Másodpercenként akár 20-szor képes lecsapni csőrével. Az ütés sebessége elérheti a 20-30 km/órát (5,6 - 8,3 m/s).
Ilyenkor 1200 g (!) lassulás hat a koponyára ezért az agyát és a szemét is különleges megoldás védi. Kis tömegű agyának védelméről szivacsos koponyacsont és minimális mennyiségű agyvíz gondoskodik, szemét pedig ütés közben becsukja és szemhéja erős kötőszöveteket tartalmaz.

A fentebb már említett vándorsólyom zuhanórepülésben 270 km/óra sebességre képes és a szeme sem rossz! A galambot 8 km távolságból képes észrevenni!

A gepárd viszont igazi szárazföldi rekorder.
Rövid távon biztosan verhetetlen hiszen a legújabb mérések szerint akár 93 km/óra csúcssebességre képes! Ez azért terepen, még járművel sem túl könnyű!

A vízi rekorder a kardhal.
Képes 96 km/óra sebességgel úszni!
A második helyezett tonhal is egész jó a maga 80 km/órás sebességével. (Az ember futni nem tud fele ilyen sebességgel.)
Persze más vízi élőlények sem rossz úszók, pl. a delfinek is könnyedén lépést tartanak a hajókkal.

A kolibri másfajta rekordo(ka)t tart.
Másodpercenként akár 200 szárnycsapásra képes!
Ehhez nyilván rengeteg energia kell, még ilyen kis tömeg esetén is. Ezért aztán enni is 77-szer annyit képes mint egy ember. (Persze testtömegéhez viszonyítva.)
Akármilyen irányban képes repülni és fantasztikus manőverekre képes.

Vannak más fajta "égi rekorderek" is.
A sarlósfecske például akár 3 évig is folyamatosan a levegőben tud tartózkodni, de nagyon jól bírják az albatroszok is.
A vándormadarak egészen rendkívüli teljesítményekre képesek, némelyik faj több tízezer kilométert repül évente.
Néhány madár nagy magasságokba képes felemelkedni. A magassági rekordot egy vörös vércse tartja, amely 11 277 m magasságban ütközött egy repülőgéppel. (A díjat poszthumusz adták ki.)

Érdemes még megemlíteni a merülés bajnokait is. Az ámbráscetek akár 1000 méter mélyre is képesek lemerülni.
Számos más élőlény (pl. fókák, pingvinek) is nagyon nagy mélységekbe képes lemenni (oxigénpalack nélkül) és keszonbetegséget sem kap, amikor feljön.

Vannak persze másfajta csúcstartók is.
A túlélés bajnokai az extremofil élőlények.
Az utóbbi években mindenki számára világossá vált, hogy az élet sokkal szívósabb és alkalmazkodóképesebb dolog, mint azt eddig a legtöbben gondolták. Szinte nincs olyan mostoha élőhely, ahol az élet primitív formái - főként baktériumok - ne létezhetnének.
Ezek a különleges mikroorganizmusok benépesítik a hévforrásokat, a sarki jégsapkák eltemetett tavait, a tundra örökké fagyott talaját, a mélytengeri füstölők (a képen) környékét, a különleges vegyi adottságú helyek sokaságát, sőt - ami talán a legnagyobb meglepetés - mélyen a földkéreg kőzeteiben is megélnek.

Több csoportjuk létezik:
- Vannak köztük magas hőmérsékletet tűrők. A termofilek 50-80°C, a hipertermofilek 80-110°C felett is képesek élni.
- Vannak hideget tűrők, úgynevezett pszichrofilek, amelyek 5-20°C-on érzik jól magukat
- Vannak extrém pH körülményeket elviselők. Az acidofil (savkedvelő) fajok 2-nél kisebb pH-jú, az alkalifil (lúgkedvelő) szervezetek 9-nél nagyobb pH-jú környezetben érzik jól magukat.
- Vannak sókedvelő (halofil) szervezetek, amelyek sós tavakban, besűrűsödött, nagy sótartalmú tengervizekben élnek. Úgy védekeznek az "ozmózis probléma" ellen, hogy sejtnedvükben a só koncentrációja igen magas.
- Vannak kőzetekben, mélyen a föld alatt élő litofil baktériumok. Ezek a radioaktív izotópok bomlása miatt a vízből keletkező hidrogént és oxigént felhasználva nyernek energiát és építik fel anyagaikat. Egy afrikai aranybányában, 3500 méteres mélységben találtak ilyeneket.

Összegzés

Az idei tavasszal is néztem kertemben a "természet ébredését". Nagyon jól megfigyelhető volt, hogy az amit életnek nevezünk nem más, mint biokémiai folyamatok bonyolult rendszere.

Amikor a körülmények megfelelővé válnak (pl. a talajhőmérséklet megfelelő szintje), elkezdenek "működni az enzimek" a (DNS-ben kódolt) "beépített program" alapján beindul a fehérjeszintézis, "kikelnek" a növények.
Ha a hőmérséklet újra lecsökken megáll a folyamat, ha újra eléri a megfelelő szintet ismét növekedni kezdenek...
Persze, ha valamilyen okból fagypont alá csökken tartósan a hőmérséklet, akkor a sejteken belül képződő jégkristályok "fizikailag" károsítják a sejthártyát és a folyamat "végleg leáll".
Később persze más, életben maradt élőlényekben beindulnak majd a megfelelő biokémiai folyamatok és "nagy örömmel" használják fel az elfagyott növény "ehető" szerves anyagait.

Ha "extrapoláljuk" a dolgot, akkor meg kell állapítanunk, hogy mi is csak "biokémiai folyamatok összehangolt rendszerei" vagyunk.
A legtöbb embernek nem esik jól elfogadni ezt.
Nekik azt javaslom próbálják meg elmagyarázni a baktériumoknak és a vírusoknak, esetleg a ragadozóknak, hogy ők "felsőbbrendű lények".
Eddig még nem vált be. Az "említettek" valahogy "genetikailag tudják", hogy mi is az élővilág részei vagyunk.
Ezen kívül is sok minden más igazolja, hogy a biokémiai folyamatok, azok egyensúlya biztosítja "élőlénységünket". Néha ezeknek a folyamatoknak egészen kis mértékű "megborulása" az élet megszűnéséhez vezethet.
Csak néhány példa:
- Elég egy pár köbcenti inzulin és végzetesen lecsökken a vércukorszint, a sejtek "energiaellátása" megszűnik és kész.
- Már hihetetlenül kis mennyiségű idegméreg képes megakadályozni az idegi folyamatok "kémiai jelátvitelét", vagy kicsit "idegenebben mondva" blokkolni a neurotranszmittereket. Az "eredmény" ugyanaz.
- Vagy itt van a téli időszakban "gyakorlatból ismert" példa. Egy kevés színtelen, szagtalan szén-monoxid és a hemoglobin nem működik többé (legalább is jó sokáig nem). A sejtek nem tudják elégetni a szőlőcukrot és megint csak vége.

Ha tetszik, ha nem mi is "távoli rokonai" vagyunk a növényeknek és egy kicsit közelebbi rokonai az állatoknak. Minden élőlénnyel vannak közös génszakaszaink. Legközelebbi rokonainktól, a csimpánzoktól alig pár százaléknyi DNS különbség választ el.

Szóval ne vágjunk annyira fel a "felsőbbrendűségünkkel"!

Felhasznált irodalom