กำเนิดสิ่งมีชีวิต

ในตอนต้นคริศต์ศตวรรษที่ 19 ผู้คนส่วนใหญ่ยังเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตสามารถเกิดขึ้นได้เองจากสิ่งที่ไม่มีชีวิตแต่ใน พ.ศ.2450 หลุยส์ ปาสเตอร์ (Louis Pasteur) นักเคมีที่ต้องทำงานเกี่ยวกับจุลชีพในการหมักไวน์สามารถพิสูจน์ให้เห็นว่าสิ่งมีชีวิตต้องเกิดจากสิ่งที่มีชีวิตอยู่แล้วเท่านั้น
แม้จะต้องประสบกับข้อสงสัยและอุปสรรคมากมายเป็นเวลานาน ในที่สุดปาสเตอร์ก็สามารถทำให้ผู้คนนับตั้งแต่ยุคนั้นเป็นต้นมาไม่เชื่อกันอีกต่อไปว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้เอง
อย่างไรก็ตามการทดลองของปาสเตอร์เป็นเพียงการยืนยันว่าสิ่งมีชีวิตไม่สามาถเกิดขึ้นได้เองภายใต้สภาพแวดล้อมของโลกในปัจจุบันเท่านั้น สภาพแวดล้อมของโลกเมื่อหลายพันล้านปีมาแล้วแตกต่างไปจากยุคโบราณจากสารเคมีที่ไม่มีชีวิต อย่างไรก็ตามเป็นไปไม่ได้ที่จะย้อนกลับไปเฝ้าดูว่าสิ่งมีชีวิตแรกบนโลกเกิดขึ้นเช่นนั้นจริงหรือไม่ การเกิดของสิ่งมีชีวิตแรกที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันอยู่ทุกวันนี้เป็นเพียงสมมติฐานที่มีหลักฐานสนับสนุนที่น่าเชื่อถือที่สุดในปัจจุบันเท่านั้นเอง

สิ่งมีชีวิตคืออะไร
ลักษณะสำคัญที่ทำให้สิ่งมีชีวิตแตกต่างจากสิ่งไม่มีชีวิต ได้แก่ ความมีระเบียบแบบแผนการสืบพันธุ์ การเจริญเติบโต การใช้พลังงาน การตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม การรักษาสภาวะสมดุลภายในร่างกาย และการปรับตัวอันเนื่องมาจากวิวัฒนาการ
สิ่งต่าง ๆ ในโลกนี้สามารถแบ่งออกได้เป็นสองพวกใหญ่ คือ สิ่งมีชีวิตและสิ่งไม่มีชีวิต แต่ถ้าถามว่าชีวิตคืออะไร จะเห็นว่าเป็นการยากที่จะให้คำจำกัดความหรือคำอธิบายสั้น ๆ สำหรับคำว่าชีวิต ทั้ง ๆ ที่ทุกคนก็คุ้นเคยกับชีวิตของตนเองและของสิ่งมีชีวิตทั้งหลาย หรือแม้แต่เด็กก็สามารถบอกได้ว่า แมว ต้นไม้ หรือผีเสื้อเป็นสิ่งมีชีวิต ในขณะที่ก้อนหินเป็นสิ่งไม่มีชีวิต โดยทั่วไปเรามักบอกได้ว่าสิ่งใดมีชีวิตหรือไม่มีชีวิตโดยพิจารณาจากสิ่งที่สิ่งมีชีวิตสามารถทำได้

ลักษณะสมบัติและกระบวนการที่จัดว่าเป็นของสิ่งมีชีวิตนั้นมีอยู่หลายประการที่สำคัญ คือ

1)ความมีระเบียบแบบแผน ลักษณะสมบัติของสิ่งมีชีวิตนั้นเป็นผลมาจากการจัดระเบียบและร่วมกันทำงานอย่างซับซ้อนขององค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตนั้น มีการแบ่งหน้าที่กันทำงานเป็นกลุ่มอย่างมีระเบียบทำให้เกิดระบบอวัยวะต่าง ๆขึ้น ได้แก่ ระบบกล้ามเนื้อ ระบบประสาท เป็นต้น แต่ละระบบต่างก็ทำหน้าที่ของตนเองและความสัมพันธ์กันในระหว่างแต่ละระบบด้วย

2)การสืบพันธุ์ สิ่งมีชีวิตสามารถสืบพันธุ์หรือเพิ่มจำนวนได้ด้วยตัวเอง เป็นการผลิตลูกหลานเพื่อดำรงเผ่าพันธุ์ให้สืบเนื่องอยู่ต่อไป ในการสืบพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตนั้นจะมีการถ่ายทอดลักษณะต่าง ๆ จากพ่อแม่ไปยังลูกหลานที่เกิดขึ้นใหม่เสมอ แต่ในบางครั้งก็อาจเกิดการกลายพันธุ์ (Mutation) ทำให้ลักษณะของลูกหลานที่เกิดขึ้นผิดไปจากลักษณะดั้งเดิมด้วย

3)การเจริญเติบโต การเติบโตของสิ่งมีชีวิตเป็นการเติบโตที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงภายในร่างกาย โดยการแบ่งและเพิ่มขนาดของเซลล์ ไม่ได้เกิดจากการพอกพูนภายนอกเหมือนการเติบโตของสิ่งไม่มีชีวิต เช่น หินงอก หรือไข่มุก สารพันธุกรรมที่อยู่ภายในเซลล์จะเป็นตัวกำหนดแบบแผนของการเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด ทำให้สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดมีลักษณะเฉพาะเป็นของตนเอง

4)การใช้พลังงาน สิ่งมีชีวิตต้องได้รับพลังงานและสามารถนำพลังงานนั้นไปใช้ในการทำงานเพื่อการดำรงชีวิตและสืบพันธุ์ กระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวกับการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตซึ่งเกิดขึ้นภายในเซลล์หรือภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิตเรียกว่า "เมแทบอลิซึม (Metabolism) กระบวนการเมแทบอลิซึมมีทั้งกระบวนการสร้าง (Anabolism) เช่น การสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต การสังเคราะห์โปรตีน การสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก และ การสังเคราะห์ไขมันที่จำเป็นต่อการดำรงชีพ และกระบวนการสลาย (Catabolism) เช่น การสลายอาหารต่าง ๆ ภายในร่างกายเพื่อให้เกิดพลังงานในการทำงาน

5)การตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อม สิ่งมีชีวิตสามารถรับรู้และสามารถตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้ เช่น การเปลี่ยนแปลงความเข้มของแสงจะเป็นตัวกระตุ้นให้ดอกพุดตานเปลี่ยนจากสีขาวในตอนเช้าเป็นสีแดงในตอนเย็น หรือ ต้นก้ามปูหุบใบหมดทั้งต้นเมื่อไม่มีแสง โดยทั่วไปแล้วสัตว์ซึ่งมีระบบประสาทและระบบกล้ามเนื้อที่สลับซับซ้อนจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสภาพแวดล้อมได้ดีกว่าพืช

6)การรักษาสภาวะสมดุลภายในของร่างกาย สิ่งมีชีวิตมีกลไกที่จะปรับสภาพภายในร่างกายให้คงอยุ่ในภาวะปกติเสมอแม้สภาพแวดล้อมภายนอกจะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา เช่น สัตว์เลือดอุ่นที่สามารถรักษาระดับอุณหภูมิภายในร่างกายให้คงที่อยู่ได้ตลอดเวลา

7)การปรับตัวที่เกิดจากวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตที่เกิดขึ้นมาบนโลกเป็นผลมาจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสิ่งมีชีวิตกับสิ่งแวดล้อม ทำให้สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดต้องมีการปรับตัวเองให้เหมาะสมกับสิ่งแวดล้อมที่อาศัยอยู่ มิฉะนั้นอาจจะสูญพันธุ์ได้ การปรับตัวให้มีรูปร่างลักษณะ สรีรวิทยา รวมทั้งพฤติกรรมต่าง ๆ ให้เหมาะสมกับสิ่งแวดล้อมนี้เกิดขึ้นอยู่ตลอดเวลา เรียกได้ว่าเป็นวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตนั่นเอง

ในบรรดาลักษณะสมบัติต่าง ๆ ของสิ่งมีชีวิตที่กล่าวมานี้ นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่าลักษณะสมบัติที่สำคัญที่สุดที่ทำให้สิ่งมีชีวิตแตกต่างจากสิ่งไม่มีชีวิต และเป็นลักษณะสำคัญที่ใช้ในการกำหนดได้ว่าสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นบนพื้นโลกแล้วเป็นครั้งแรก คือ การสืบพันธุ์และการมีกระบวนการเมแทบอลิซึม