Organizam

U biologiji, organizam jest složeni sustav organa ili sustava organa koji funkcioniraju skladno. Usklađen rad svih organskih sustava osigurava organizmu dovoljne količine hranjivih tvari i kisika koje krv donosi do stanica. Kisik i hrana organizmu osiguravaju potrebnu energiju za pokretanje tijela i rad mozga koji usklađuje rad svih organa. Sustav organa za izlučivanje osigurava oslobađanje nepotrebnih tvari iz tijela, a osjetila primaju podražaje omogućavajući mu vezu s okolišem.

Organizam je sa biološke tačke gledišta bilo koji povezani životni sistem. U ovu kategoriju potpadaju mikroorganizmi, biljke, gljive, životinje i arheje.^[1] Svaki organizam u manjoj ili većoj meri ima mogućnost da oseti i odgovori na stimuluse (draži i nadražaje), da se razmnožava, raste i razvija, a ima i sposobnost homeostaze (samoodržavanja).

Organizmi se prema broju ćelija dele na jednoćelijske (unicelularne) i višećelijske (multicelularne). Prvi se sastoje od samo jedne ćelije koja obavlja sve životne funkcije. Pojedini jednoćelijski organizmi obrazuju kolonije, što dovodi do specijalizacije ćelija. Druga grupa je izgrađena od velikog broja ćelija, nekoliko biliona u slučaju ljudi. Takvi organizmi su višećelijski, a mogu biti na ćelijskom nivou organizacije (u slučaju plakozoa), dok drugi obrazuju tkiva, organe, organske aparate i sisteme organa.^[2]

Prema uređenosti ćelijskog jedra (nukleusa), organizmi se dele na prokariotske i eukariotske. Prokariote sačinjavaju dva domena — bakterije i arhee. Njihova citoplazma je zrnasta i koliko-toliko jednakog sastava u svim njenim delovima. Eukariote čine treći domen, a karakteriše ih prisustvo membranom izdvojenog jedra oko kojeg se dodatno nalaze specijalizovane ćelijske organele, (kao što su mitohondrije kod životinja i biljki, i plastidi kod biljki i algi, sve od kojih se generalno smatraju da su izvedene iz endosimbiotskih bakterija).^[3] sve sa ulogom obavljanja životnih procesa.^[4]

Taksonomski gledano, organizmi se dele na tri prethodno pomenuta domena. Unutar ovih domena nalaze se i prema tradicionalnoj podeli ustanovljenih pet carstava — carstvo bakterija, carstvo protista, carstvo gljiva, carstvo biljaka i carstvo životinja. Samo bakterije su prokariote. Svi od nabrojanih organizama su ćelijski. Van svih dosad pomenutih kategorija nalaze se nećelijski organizmi, što su u stvari virusi.^[4]

Pojam organizam potiče od grčke reči organismos (grč. ὀργανισμός), koja svoje poreklo vuče od takođe grčke reči organon (ὄργανον) u značenju oruđe, alat, instrument. Istu etimologiju imaju srodne reči poput organizacija.^[5] U zavisnosti od potrebe za kiseonikom, mogu biti aerobni ili anaerobni. Van biološkog opisivanja organizama kao takvih, pod ovim pojmom se podrazumeva svaki samoodrživ (autonoman) i pravilno uređen entitet.^[6]

Procenjuje se da je sadašnji broj vrsta na Zemlji u opsegu od 10 do 14 miliona,^[7]od kojih je samo oko 1,2 miliona bilo do sad dokumentovano.^[8] Procenjuje se da je izumrlo više od 99% od svih vrsta, što je preko pet milijardi vrsta,^[9] koje su ikad živele.^[10][11] Godine 2016, set od 355 gena iz poslednjeg univerzalnog zajedničkog pretka (LUCA) svih živih organizama je bio identifikovan.^[12][13]

Termin „organizam“ (od grčkog ὀργανισμός, organismos, od ὄργανον, organon, i.e. „instrument, implementacija, alat, organ čula ili shvatanja“^[14][15]) se prvi put javio u engleskom jeziku 1703. godine i poprimio je svoju današnju definiciju do 1834. (Oksfordski engleski rečnik). On je u direktnom srodstvu sa terminom „organizacija“. Postoji duga tradicija definisanja organizma kao samoorganizovanih stvorenja, koja datira unazad do bar Imanuel Kantovog dela Critique of Judgment iz 1790. godine.^[16]

Organizam se može definisati kao sklop molekula koji funkcionišu kao manje više stabilna celina koja manifestuje svojstva života. Definicije u rečnicima mogu da budu široke, i da koriste fraze kao što su „bilo koja živa struktura, kao što je biljka, životinja, gljivica ili bakterija, sposobna za rast i reprodukciju“.^[17] Mnoge definicije isključuju viruse i moguće veštačke neorganske životne forme, pošto su virusi zavisni od biohemijske mašinerije ćelije domaćina za reprodukciju.^[18] Superorganizam je organizam koji se sastoji od mnogih individua koje zajednički deluju kao jedinstvena funkciona ili društvena jedinica.^[19]

Postojala je kontroverza o najboljem načinu definisanja organizma^{[20][21][22][23][24][25][26][27][28]} kao i da li je takva definicija potrebna ili ne.^[29][30] Nekoliko doprinosa^[31] i responsa sugerišu da kategorija „organizam“ možda i nije adekvatna u biologiji.^[32]

Glavni članak: Nećelijski organizam

Virusi se tipično ne smatraju organizmima jer nemaju sposobnost autonomne reprodukcije, rasta ili metabolizma. Ova kontroverza je problematična jer su neki ćelijski organizmi takođe nesposobni za samostalan opstanak (ali su sposobni za nezavisni metabolizam i širenje) i žive kao obavezni intracelularni paraziti. Iako virusi imaju nekoliko enzima i molekula karakterističnih za žive organizme, oni nemaju sopstveni metabolizam; oni ne mogu sintetisati i organizovati organska jedinjenja iz kojih su formirani. Naravno, ovo isključuje autonomnu reprodukciju: oni se mogu samo pasivno replikovati mašinerijom ćelije domaćina. U tom smislu, oni su slični neživoj materiji. Mada virusi ne održavaju nezavisan metabolizam, i stoga se obično ne klasifikuju kao organizmi, oni imaju svoje gene i oni evoluiraju mehanizmom sličnim evolucionim mehanizmima organizama.

Najčešći argument u podršci virusima kao živim organizmima je njihova sposobnost da se podvrgnu evoluciji i da se reprodukuju samostalnim sklapanjem. Neki naučnici tvrde da virusi niti evoluiraju, niti se samoreprodukuju. Zapravo, virusi su evoluirani pomoću njihovih ćelija domaćina, što znači da je postojala koevolucija virusa i ćelija domaćina. Da ćelije domaćina nisu postojale, virusna evolucija bi bila nemoguća. Ovo ne važi za ćelije. Da virusi nisu postojali, pravac ćelijske evolucije bi bio različit, ali ćelije bi nezavisno od toga mogle da evoluiraju. Što se tiče reprodukcije, virusi se u potpunosti oslanjaju na mašineriju domaćina za replikaciju.^[33] Otkriće viralnih megagenoma sa genima koji kodiraju za energetski metabolizam i proteinsku sintezu podstaklo je raspravu o tome da li virusi pripadaju stablu života. Prisustvo ovih gena može da sugeriše da su virusi nekada mogli da vrše metabolizam. Međutim, kasnije je otkriveno da geni koji kodiraju komponente neophodne za metabolizam energije i proteina imaju ćelijsko poreklo. Najverovatnije je da su ovi geni stečeni putem horizontalnog prenosa gena od virusnih domaćina.^[33]

Organizmi su kompleksni hemijski sistemi, organizovani na načine koji promovišu reprodukciju i neku meru održivosti ili opstanka. Isti zakoni koji regulišu neživu hemiju upravljaju hemijskim procesima života. Generalno, to su fenomeni celokupnih organizama koji određuju njihovu podobnost za životnu sredinu i stoga preživljavanje njihovih gena baziranih na DNK.

Organizmi jasno duguju svoje poreklo, metabolizam i mnoge druge unutrašnje funkcije hemijskim fenomenima, posebno hemiji velikih organskih molekula. Organizmi su složeni sistemi hemijskih jedinjenja koji kroz interakciju i okolinu igraju raznovrsne uloge.

Organizmi su polu-zatvoreni hemijski sistemi. Iako su individualne jedinice života (kako to zahteva definicija), oni nisu zatvoreni za okruženje oko sebe. Da bi opstali, oni stalno uzimaju i oslobađaju energiju. Autotrofi oslobađaju korisnu energiju (u obliku organskih jedinjenja) koristeći svetlost sunca ili neorganska jedinjenja, dok heterotrofi koriste organska jedinjenja iz okoline.

Primarni hemijski element u ovim jedinjenjima je ugljenik. Hemijske osobine ovog elementa, kao što je njegov veliki afinitet za vezivanje sa drugim malim atomima, uključujući druge atome ugljenika, i njegova mala veličina daju mu sposobnost formiranja višestrukih veza, te ga čine idealnom osnovom organskog života. Ugljenik može da formira mala triatomna jedinjenja (kao što je ugljen-dioksid), kao i velike lance od više hiljada atoma koji mogu da čuvaju podatke (nukleinske kiseline), drže ćelije zajedno, i prenose informacije (proteine).

Jedinjenja koja sačinjavaju organizme se mogu podeliti u makromolekule i druge, manje molekule. Četiri grupe makromolekula su nukleinske kiseline, proteini, ugljeni hidrati i lipidi. Nukleinske kiseline (specifično dezoksiribonukleinska kiselina, ili DNK) se koriste za čuvanje genetičkih podataka u vidu sekvenci nukleotida. Specifična sekvenca četiri različita tipa nukleotida (adenin, citozin, guanin, i timin) diktira mnoge karakteristike koje definišu organizam. Sekvenca se deli u kodone, svaki od kojih je specifična sekvenca od tri nukleotida i korespondira specifičnoj aminokiselini. Stoga DNK sekvenca kodira za specifični protein koji se, usled hemijskih svojstava aminokiselina od kojih je napravljen, savija na specifičan način što mu omogućava izvođenje specifične funkcije u organizmu.

Neke od značajnijih proteinskih funkcija su:

1. Enzimi katalizuju sve metaboličke reakcije
2. Strukturni proteini, kao što su tubulin, ili kolagen
3. Regulatorni proteini, kao što su transkripcioni faktori ili ciklini koji regulišu ćelijski ciklus
4. Signalni molekuli ili njihovi receptori kao što su neki hormoni i njihovi receptori
5. Odbrambeni proteini, koji mogu da obuhvataju sve od antitela imunskog sistema, do toksina (npr., dendrotoksini zmija), do proteina koji sadrže neuobičajene aminokiseline poput kanavanina

Dvosloj fosfolipida sačinjava ćelijske membrane koje predstavljaju barijeru, kojom je obuhvaćeno sve unutar ćelije i sprečavaju jedinjenja da slobodno ulaze i izlaze iz ćelije. Usled selektivne permeabilnosti fosfolipidne membrane samo specifični molekuli mogu da prođu kroz nju. Kod nekih višećelijskih organizama one služe skladište energije i posreduju komunikaciju između ćelija. Ugljeni hidrati se lakše razlažu od lipida i proizvode veše energije u odnosu na lipide i proteine. Zapravo, ugljeni hidrati preferentni izvor energije svih živih organizama.

Svi organizmi se sastoje od strukturnih jedinica zvanih ćelije; neki sadrže jednu ćeliju (jednoćelijski), a drugi mogu da sadrže mnoge ćelije (višećelijski). Višećelijski organizmi imaju sposobnost specijalizacije ćelija radi vršenja specifičnih funkcija. Grupa takvih ćelija je tkivo, i kod životinja ona se javljaju kao četiri osnovna tipa, naime epitel, nervno tkivo, mišićno tkivo, i vezivno tkivo. Nekoliko tipova tkiva funkcioniše zajedno u formiranju organa radi obavljanja određene funkcije (kao što je pumpanje krvi srcem, ili kao barijera za okolinu kao što je koža). Ovaj obrazac se nastavlja do najvišeg nivoa pri čemu nekoliko organizama funkcioniše kao sistem organa kao što je reproduktivni sistem, ili digestivni sistem. Mnogi višećelijski organizmi se sastoje od nekoliko sistema organa, koji su koordinisani da bi se omogućio život.

Ćelijska teorija, koju su prvi razvili Šlajden i Švan 1839. godine, navodi da se svi organizmi sastoje od jedne ili više ćelija; sve ćelije potiču od prethodno postojećih ćelija; i ćelije sadrže nasledne informacije koje su neophodne za regulaciju ćelijskih funkcija i za prenos informacija na sledeću ćelijsku generaciju.

Postoje dva tipa ćelija, eukariotske i prokariotske. Prokariotske ćelije su obično samostalne, dok se eukariotske ćelije obično nalaze u višećelijskim organizmima. Prokariotskim ćelijama nedostaje jedarni ovoj tako da je DNK nevezana unutar ćelije; eukariotske ćelije imaju jedarne ovoje.

Sve ćelije, bilo da su prokariotske ili eukariotske, imaju membrane, koje obuhvataju ćeliju, odvaja svoju unutrašnjost od svoje okoline, regulišu ono što se ulazi i izlazi, i održavaju električni ćelijski potencijal. Unutar membrane, slana citoplazma zauzima najveći deo ćelijske zapremine. Sve ćelije poseduju DNK, nasledni materijal gena i RNK, koji sadrže informacije neophodne za izgradnju različitih proteina kao što su enzimi, ćelijska primarna mašinerija. Postoje i druge vrste biomolekula u ćelijama.

Sve ćelije imaju nekoliko zajedničkih karakteristika:^[34]

• Reprodukcija putem ćelijske deobe (binarna fisija, mitoza ili mejoza).
• Upotreba enzima i drugih proteina kodiranih DNK genima i izraženih putem informacione RNK intermedijera i ribozoma.
• Metabolizam, kojim je obuhvaćeno uzimanje sirovih molekula, izgradnja ćelijskih komponenti, konvertovanje energije, molekula i oslobađanje nusproizvoda. Funkcionisanje ćelije zavisi od njene sposobnosti da ekstrahuje i koristi hemijsku energiju organskih molekula. Ova energija se izvodi iz metaboličkih puteva.
• Respons na spoljašnje i unutrašnje stimuluse kao što su promene temperature, pH ili nivoa nutrijenata.
• Ćelijski sadržaj je obuhvaćen ćelijskom površinskom membranom koja sadrži proteine i lipidni dvosloj.

Organizam na Wikimedijinoj ostavi