אילו תכונות מבדילות בין בעלי חיים ליצורים אחרים? השאלה נראית פשוטה מספיק, אבל התשובה דורשת הבנה של כמה מהמאפיינים היותר מעורפלים של אורגניזמים, כולל רב-תאי, הטרוטרופיה, תנועתיות ומושגים מורכבים אחרים שבהם משתמשים ביולוגים. החלזונות והזברות ועד נמיות ושושנות ים, אילו סימנים של יצורים חיים זהים לפחות עבור רוב החיות?
Multicellularity
אם אתה מנסה להבחין בין חיה אמיתית, למשל, פרמציום או אמבה, זה לא מאוד קשה: בעלי חיים הם, בהגדרה, יצורים רב-תאיים, למרות שמספר התאים משתנה מאוד בין המינים. למשל, תולעת עגולה, שנמצאת בשימוש נרחב בניסויים ביולוגיים, מורכבת מ-1,031 תאים בדיוק, לא יותר ולא פחות, בעוד שאדם מורכב ממש מטריליוני תאים. עם זאת, חשוב לציין שבעלי חיים אינם כאלההאורגניזמים הרב-תאיים היחידים, הם כוללים גם צמחים, פטריות ואפילו סוגים מסוימים של אצות.
מבנה התא האוקריוטי
סימנים של יצורים חיים כוללים את המבנה האיקריוטי של תאים. אולי הפיצול החשוב ביותר בהיסטוריה של החיים על פני כדור הארץ הוא מה שקורה בין שני המינים העצומים שלהם. לאורגניזמים פרוקריוטיים אין גרעינים מוגבלים בקרום ואברונים אחרים והם חד-תאיים בלבד. אלה כוללים, למשל, את כל החיידקים.
לעומת זאת, לתאים איקריוטים יש גרעינים מוגדרים היטב ואברונים פנימיים (כגון מיטוכונדריה) שיכולים להתקבץ יחדיו ליצירת אורגניזמים רב-תאיים. בעוד שכל בעלי החיים הם אוקריוטים, לא כל האיקריוטים הם בעלי חיים: משפחה מגוונת זו כוללת גם צמחים, פטריות וחיות פרוטו ימיות זעירות הידועות כפרוטיסטים.
בדים מיוחדים
סימן נוסף של יצורים חיים הוא נוכחותם של מגוון רחב של רקמות. אחד הדברים המדהימים ביותר בבעלי חיים הוא עד כמה התאים שלהם מתמחים. ככל שהאורגניזמים הללו מתפתחים, תאי גזע רגילים לכאורה הם למעשה לא כל כך פשוטים. ישנן ארבע קטגוריות ביולוגיות רחבות: רקמות עצביות, חיבוריות, שרירים ואפיתל (הבונות איברים וכלי דם).
אורגניזמים מתקדמים יותר מציגים אפילו יותר ספציפירמות של בידול. למשל, איברי גוף האדם השונים מורכבים מתאי הכבד, הלבלב ועוד עשרות סוגים נוספים. היוצא מן הכלל הוא ספוגים, שהם בעלי חיים מבחינה טכנית אך בעלי מעט תאים מובחנים.
רפרודוקציה מינית
סימן נוסף של יצורים חיים הוא שרוב בעלי החיים משתתפים ברבייה מינית, משלבים את המידע הגנטי שלהם ומייצרים צאצאים הנושאים את ה-DNA של שני ההורים. אבל גם כאן יש יוצאים מן הכלל. כמה בעלי חיים, כולל מינים מסוימים של כרישים, מסוגלים להתרבות באופן א-מיני.
היתרונות של רבייה מינית הם עצומים מנקודת מבט אבולוציונית. היכולת לבדוק שילובים שונים של גנומים מאפשרת לבעלי חיים להסתגל במהירות למערכות אקולוגיות חדשות. שוב, רבייה מינית אינה מוגבלת לבעלי חיים: מערכת זו משמשת גם צמחים שונים, פטריות ואפילו כמה חיידקים מבטיחים מאוד.
במה בלסטולה
זהו אחד הסימנים הקשים ביותר לתפיסה של יצורים חיים. כאשר זרע של זכר פוגש ביצית של נקבה, התוצאה היא תא בודד הנקרא זיגוטה. לאחר שהזיגוטה עוברת מספר סבבי חלוקה, היא מקבלת את השם - מורולה. רק חיות אמיתיות מגיעות לשלב הבא - היווצרות בלסטולה, כדור חלול של מספר תאים. רק אז הם יכולים להתמיין לסוגים שונים של בדים.
תנועה (בעלי חיים)
קשה מאוד להראות את חמשת הסימנים הראשונים של יצורים חיים בעזרת ציורים מצחיקים. הם אכן מורכבים למדי אם מסבירים אותם, למשל, לילד. מה לא ניתן לומר על השלט הבא. דגים שוחים, ציפורים עפות, זאבים רצים, חלזונות ונחשים זוחלים - כל בעלי החיים מסוגלים לזוז בשלב כלשהו במחזור החיים שלהם. אחד הסימנים הנחקרים של יצורים חיים של העולם הסובב בכיתה ג' הוא תנועה. אם יש תנועה, אז האורגניזם חי.
החידוש האבולוציוני הזה מקל על יצורים למצוא נישות אקולוגיות חדשות, לרדוף אחרי טרף ולהימנע מטורפים. בעלי חיים מסוימים, כמו ספוגים ואלמוגים, כמעט שאינם תנועתיים בשלב הבוגר שלהם, אך הזחלים שלהם מסוגלים לזוז לפני שהם משתרשים על קרקעית הים. זוהי אחת מתכונות המפתח המבדילות בין בעלי חיים לצמחים ופטריות. כמה חריגים לכלל נותרו שנויים במחלוקת, כולל לוכדי זבובים טורפים ועצי במבוק הגדלים במהירות.
מטבוליזם
בין הסימנים של יצורים חיים בעולם שנלמדו על ידי ילדים (בכיתה ג' יקרא סימן זה "תזונה"), ראוי לציין את חילוף החומרים והאנרגיה. כל האורגניזמים דורשים פחמן אורגני כדי לתמוך בתהליכי חיים בסיסיים, כולל צמיחה, התפתחות ורבייה. היכולת לטעום מזון, במונחים מדעיים, נקראת הטרוטרופיה. יש שתי דרכים להגיעפחמן: מהסביבה (כפחמן דו חמצני, גז זמין באטמוספירה) או מאכילת אורגניזמים עשירים בפחמן.
אורגניזמים חיים שמקבלים פחמן מהסביבה כמו צמחים נקראים אוטוטרופים, ואורגניזמים חיים המשיגים פחמן על ידי בליעת אורגניזמים חיים אחרים, כמו בעלי חיים, נקראים הטרוטרופים. עם זאת, בעלי חיים אינם ההטרוטרופים היחידים בעולם. כל הפטריות, חיידקים רבים, ואפילו כמה צמחים הם הטרוטרופיים לפחות חלקית. השימוש במקורות אנרגיה חיצוניים בצורת מזון, אור וכן הלאה, הוא מאפיין חשוב של אורגניזמים חיים.
מערכות עצבים מתקדמות
זה עוד אחד מהסימנים של יצורים חיים. לאורגניזמים, בפרט לבעלי חיים, יש מערכת עצבים מתקדמות. די קשה לשפוט את הרמה האינטלקטואלית של צמחים ופטריות. מכל האורגניזמים על פני כדור הארץ, רק יונקים מתקדמים עד כדי כך שיש להם חושי ראייה, שמיעה, טעם ומגע חריפים פחות או יותר (שלא לדבר על ההד של דולפינים ועטלפים, או היכולת של כמה דגים וכרישים לחוש תנודות מגנטיות במים).
כמובן, חושים אלה כרוכים בקיומה של מערכת עצבים בסיסית לפחות, כמו אצל חרקים וכוכבי ים, כמו אצל בעלי החיים המתקדמים ביותר. מוחות מפותחים לחלוטין הם אולי אחת התכונות המרכזיות שבאמת מבדילות את בעלי החיים משאר הטבע.
צמיחה ופיתוח
בין הסימנים של יצורים חיים בעולם שנלמדו בכיתה ג', יש פריט כמו צמיחה. מדובר בנכס שמשמעותו עלייה בגודל ובמסה תוך שמירה על התכונות הכלליות של המבנה, ומלווה בתהליך מורכב כמו פיתוח.
הרכב כימי יחיד
יצורים חיים מורכבים מאותם יסודות כימיים, הכוללים עצמים בעלי טבע דומם. ההבדל טמון בפרופורציה הלא שוויונית. כל החיים על פני כדור הארץ מורכבים ב-98 אחוז מיסודות כמו פחמן, חמצן, חנקן ומימן.
עצבנות
תכונה אינטגרלית הטבועה בכל האורגניזמים החיים היא היכולת להגיב לגירוי. סימן זה מתבטא בדרך שבה יצורים מגיבים למקורות השפעה חיצוניים.
דיסקרטיות
הרכוש המשותף של החומר החי הוא הדיסקרטיות שלו. המשמעות היא שכל מערכת ביולוגית כוללת אלמנטים נפרדים המקיימים אינטראקציה, שמרכיבים יחד ארגון מבני ותפקודי אחד.
החיים קיימים על כדור הארץ במשך כארבעה מיליארד שנים. היצורים החיים שחיים על הפלנטה שלנו מגוונים להפליא: מאורגניזמים חד-תאיים וזעירים בלתי נראים בעין בלתי מזוינת ועד לעצי ענק, עד 90 מטר, ובעלי חיים מסיביים במשקל של עד 150 טון. למרות כל המגוון הביולוגי, ישנם מספר סימנים לכךלעזור להבחין בינם לבין גופי הטבע הדומם.
