Rozdíly mezi živou a neživou přírodou

A)  Srovnání vlastností živých a neživých soustav
B) Vývoj Země a teorie o původu života na Zemi
C)  Jedinec a druh, hierarchické uspořádání organismů

A)  Srovnání vlastností živých a neživých soustav
Obě dvě soustavy se liší především procentuálním zastoupením jednotlivých chemických prvků a především absolutně rozdílnými vlastnostmi, které jsou jasné již z jejich názvů.
 
Živá příroda
(a) Složení
Základními prvky živé soustavy jsou takzvané biogenní prvky a jsou to:
- uhlík - C  (hlavní stavební prvek organické - živé hmoty)
- vodík  - H  (základní prvek všech organických látek; voda)
- dusík  - N  (důležitý především ve stavbě aminokyselin a bílkovin)  
- kyslík  - O  (základní prvek všech organických látek; voda)
- fosfor  - P  (podtatná součást nukleových kyselin; adenosintrifosfát ATP)
- vápník  - Ca  (důležitý stavební prvek některých tkání; ve formě iontu nesmírně důležitý mediátor) 
Někdy se tyto prky nazývají makrobiogenní. Ve všech organismech se vyskytují ve velkém množství. Jsou základními stavebními prvky všech bílkovin a nukleových kyselin (dále jen NK).
Dalšími životně důležitými prvky jsou oligobiogenní prvky, které jsou však již v organismech zastoupeny podstatně méně než prvky makrobiogenní. Mezi oligobiogenní prvky patří:
- síra  - S (např. některé aminokyseliny)
- draslík  - K (velice důležitý především ve iontové formě)
- sodík  -  Na  (velice důležitý především ve iontové formě)
- chlor  - Cl
- hořčík  - Mg 
- železo  - Fe (např. podstatná  složka krevního barviva - hemoglobinu)
 
Prvky, které se v organismech vyskytují v minimálním množství (řádově jen několik tisícin %) se jmenují mikrobiogenní prvky. Přes své tzv. stopové množství jsou většinou velice důležité. Jako příklad za celou řadu těchto prvků uvádíme:
- kobalt  - Co  (např. součást vitamínu B12)
 
Podstatnou část hmotnosti většiny živých organismů tvoří voda (60 - 90 % hmotnosti buněk). Voda rozpouští anorganické i organické látky a vytváří vhodné prostředí  i pro většinu chemických reakcí v buňkách.
Pro naprostou většinu z živé soustavy jsou nezbytné i některé  plyny:
- kyslík  (O2)
- oxid uhličitý (CO2)
- dusík  (N2)
 
Podíl anorganických látek  v organismu je zpravidla menší než 10 % celkové hmotnosti. Vyskytují se především ve formě solí (rozpustné či nerozpustné). Jsou nepostradatelnou součástí opěrných struktur (např. kostra). Uvnitř buněk a v mimobuněčných tekutinách jsou nepostradatelné ve formě iontů (např. K+, Na+, Cl-, Ca2+), protože plní funkci přenašečů energie a i informací.
Pro živou soustavu jsou pak typické především organické látky, které jsou složeny především z výše uvedených makrobiogenních prvků (C, H, N, H, P) a síry (S). Základními typy organických látek jsou:
- cukry - slouží jako zdroj energie
- tuky  - plní především zásobní funkci a jsou přítomny i v plazmatické membráně
- bílkoviny  - základní stavební látky všech organismů, jejich syntéza probíhá v ribozómech
- nukleové kyseliny - NK  - mají funkci nosiče genetických informací, podle nich probíhá syntéza bílkovin v buňkách
-  rozlišujeme dva typy NK: DNA (deoxyribonukleová kyselina) a RNA (ribonukleová kyselina), kterou podle funkce dělíme na:
a. ribozomální
b. transferová
c.  mediátorová
(b) Znaky
1)  chemický základ:
- bílkoviny
- cukry
- tuky
- NK
2) metabolismus  (přeměna látek a energií v živé soustavě)
3) základní strukturní a funkční jednotkou je buňka (kromě virů)
4) dráždivost (schopnost soustavy reagovat na vnější podněty)
5) adaptabilita (živá soustava mění své chování podle změn v okolí)
6) schopnost rozmnožovat se
7) schopnost vyvíjet se
- ontogeneze - vývin jedince (růst, změny kvantitativní i kvalitativní)
- fylogeneze - celé období evoluce živých soustav (od vzniku života - současnost)

Neživá příroda
(a) Minerály
jednotlivé skupiny minerálů:
- prvky:
a)  nekovové - uhlík (šesterečná soustava = tuha, krychlová soustava = diamant = dimorfie)
b) kovové
- sulfidy
a) zlatá skupina  (FeS - pyrit, CuFeS2 - chalkopyrit)
b)  tmavá skupina (PbS - galenit, Sb2S3 - antimonit, ZnS - sfalerit
- oxidy
-  křemen SiO2 (křišťál, citrin, růženín, achát)
-  krevel Fe2O3 (hematit, železná ruda, barva zaschlé krve); působením eroze se mění na:
-  hnědel (hydratovaný, hnědý)
- uhličitany
-  vápenec CaCO3 (klenec, krystalizováním z kapajícího roztoku mohou vznikat krápníky, překrystalováním se tvoří mramor)
-  ocelek FeCO3 (aragonit, hrachovec, travertin)
- sírany
-  sádrovec CaSO4 (pentahydrát - sádra, krystalická forma - alabastr)
- křemičitany
-  slída (světlá, tmavá)
-  turmalén
-  živec
-  beril
-  granát
-  smaragd
- halovce
-  sůl  NaCl
-  sylvín Kcl
-  kazivec CaCl2
- dusičnany
-  chilský ledek
- fosforečnany
-  apatit CaPO4
 
- organické nerosty  (jantar, uhlí, ropa)
 
(b) Horniny
Horniny se dělí na vyvřelé, přeměněné a usazené.
 
- vyvřelé (magmatity)
a) hlubinné - zřetelná stavba (např. žula složená stejnoměrně z živce, slídy a křemene)
b) podpovrchové - menší krystaly
c) povrchové - celistvá hmota (znělec, čedič)
 
- přeměněné (ortoruly, pararuly)
- usazené (sedimenty - vrstvy, které by se daly oddělit)
a) zpevněné - slepenec, pískovec
b) nezpevněné - písek, štěrk
 
B) Vývoj Země a teorie o původu života na Zemi
Základními prvky Země jsou: O, Si, Al, Na, Ca, Fe, Mg, K. V ovzduší přitom převažuje N, CO2 a v zemském jádře Fe, Ni.
Vývoj Země můžeme rozdělit do čtyř základních etap:
1)  atomární evoluce
-  syntéza prvků
-  podle většiny teorií proběhl před 15 mld let ”velký třesk” a vznikl vesmír v podobě, jakém ho známe dnes
-  Země vznikla pravděpodobně před 4,6 mld let
-  geologický doklad o existenci oceánů - 3,8 miliardy let (zjištěn v horninách Grónska)
2)  chemická evoluce
-  vznik organických látek
-  v atmosféře s vysokým obsahem kyslíku vznikly organické látky z uhlíku obsaženého v kyanovodíku
-  složité organické látky začaly vznikat z jednoduchých látek (vody, oxidu uhličitého, amoniaku, methanu) působením záření, elektrických výbojů a sopečných výbuchů
-  vznikly tak aminokyseliny, tuky, cukry, nukleové kyseliny, tyto látky se hromadily ve vodě a vytvořily shluky = koacerváty, z nichž se vyvinuly buňky
-   
3)  biologická evoluce
-  probíhá od vzniku života z organických látek
-  život je jev ojedinělý v dosud známém vesmíru
-  vznik života na Zemi - 3,8 až 3,5 miliard let, nálezy z Austrálie, jižní  Afriky a Grónska  (existence sinic = existence prokaryotických buněk)
-  vývoj buňky trval asi podle Oparinovy teorie 2 miliardy let
4)  kulturně - sociální evoluce
-  vývoj lidských civilizací

Nejvýznamnější názory na vznik života:
1)  Teorie stvoření
2)  Teorie panspermie - přenesení zárodku života z vesmíru, život by tak byl starší než  Země
3)  Teorie naivní alrogeneze - nedovede vysvětlit vznik člověka, život vznikl z neživé hmoty (žáby z bahna, roztoči z prachu)
4)  Vývojová teorie
-  původcem vývojové teorie byl Lamarc, rozvinul ji Darwin
-  hnací síla vývoje, boj o život + přírodní výběr, přežívají silnější, přizpůsobivější
-  pak Oparin: život se vyvíjel velmi postupně pomalou přeměnou z hmoty neživé v jednoduché a později stále složitější útvary živé hmoty

-  několik podteorií:
Vznik života z bílkovin
-  nejstarší
-  nejdříve vznik bílkovin, koacerváty a mikrosféry
-  uměle připravené směsi bílkovin - metabolismus, růst, ale nepozorujeme rozmnožování ani dědičnost
 
Vznik života z NK (nukleových kyselin)
-  tzv. genová hypotéza
-  nejpravděpodobnější
-  nejprve vznik NK - rozmnožování (autoreplikace)
-  ribozymy - molekuly NK s enzymatickými schopnostmi, jejich vlastnosti má ribozomální RNA = Vinogradského teorie
 
Vznik života za bílkovin a NK
-  hypotéza koevoluce
-  společný vznik bílkovin a NK
-  NK obsahovaly kód pro syntézu bílkovin
-  složité - pravděpodobnost nulová
 
Vznik života bez bílkovin a NK
-  přenos informace pomocí anorganických látek typu jílu
-  ty mohli katalyzovat syntézu bílkovin, ale jak přenesena informace NK
 
C) Jedinec a druh, hierarchické uspořádání organismů
-  prvotní organické živé hmoty:
-  protobionti, lobionti, probionti eubionti
-  z eobiontů prokaryotní organismy (jaderná hmota) - eukaryotní buňka (jádro) (rostliny, živočichové, houby)
-  jednotlivé říše se liší stavbou jednotlivé buňky i zásobními látkami
 
Živé organismy jsou uspořádány stupňovitě (hierarchicky):
1)  hierarchie organismu
-  buňka (= základ)
-  tkáně
-  tkáňové orgány
-  orgánové soustavy
-  organismus
 
2)  hierarchické uspořádání organismů
-  buňka
-  buněčná kolonie
-  mnohobuněčné organismy
-  společenstva
 
Živá hmota je různě složitá:
1)  viry - nebuněčné organismy (původci nemocí - např. chřipka, opar)
2)  bakterie, sinice - velmi jednoduché jednobuněčné organismy
3)  prvoci - jednobuněčné organismy se složitější buňkou
4)  mnohobuněčné organismy - rostliny, houby, živočichové
5)  individua vyššího řádu - organizovaná společenstva (včelstvo, mravenci)
6)  jednotlivý organismus = jedinec (individuum)
-  navzájem podobní jedinci, kteří se spolu mohou křížit - tvoří druh
-  příbuznost jednotlivých druhů se snaží postihnout klasifikace (tj. uspořádání do rodů, čeledí, oddělení, kmenů, říší apod.)