Կյանք

Կյանք, հատկանիշ, որով որոշ կենսաբանական գործընթացներ իրականացնող ֆիզիկական մարմինները առանձնացվում են այդ գործընթացները երբեք չունեցած, այդ գործընթացներից զրկված կամ այդ գործընթացներն ունեցող, բայց «կենդանի» չդասակարգվող անկենդան մարմիններից։  Գոյություն ունեն կյանքի տարբեր ձևեր՝ բույսեր, կենդանիներ, սնկեր, պրոտիստներ, արքեաներ և բակտերիաներ։ Այս հատկանիշը հաճախ կարող է երկիմաստ լինել՝ ներառելով կամ դուրս թողնելով վիրուսները, վիրոիդները կամ հնարավոր արհեստական կյանքը։ Կենսաբանությունը այն առաջնային գիտությունն է, որը հետազոտում է կյանքը։

Կյանքի սահմանումը հակասական է։ Ներկայումս կենդանի են համարվում այն օրգանիզմները, որոնք պահպանում են հոմեոստազ, ունեն բջջային կառուցվածք, օժտված են նյութափոխանակությամբ, կարող են աճել, հարմարվել շրջակա միջավայրի պայմաններին, պատասխանել ազդակներին և վերարտադրվել։ Կան կյանքի այնպիսի ձևեր, որոք կենդանու և անկենդանի սահմանում են, օրինակ՝ վիրուսները։ Կյանքի շատ սահմանումներ են առաջարկվել։ Պատմության ընթացքում «կյանքը» սահմանելու  շատ փորձեր են եղել և կենդանի ձևերի ծագման վերաբերյալ շատ տեսություններ են առաջարկվել։ Այդ տեսություններից է օրինակ՝ մատերիալիզմը, որը գտնում է, որ ամեն ինչ կազմված է մատերիայից, նյութից, իսկ կյանքը մատերիայի բարդ ձև է։ Հիլոմորֆիզմը հավատում էր, որ ամեն ինչ բաղկացած է մատերիայից և ձևից, իսկ կենդանի օրգանիզմի ձևն էլ իր հոգին է։ Պատահական ծագման տեսությունը գտնում էր, որ կյանքը անընդհատ ծագում է ոչ կենդանի ձևերից, վիտալիզմը, ընդունում էր, որ կենդանի օրգանիզմներն օժտված են «կենսական ուժով»։

Կյանքի ժամանակակից դասակարգումներն ավելի բարդ են՝ հիմնված տարբեր գիտությունների տվյալների վրա։ Կենսաֆիզիկոսները առաջարկել են տարբեր սահմանումներ՝ հիմնվելով քիմիական համակարգերի վրա, կան նաև որոշ կենդանի համակարգերի տեսություններ, օրինակ՝ Գեայի վարկածը, ըստ որի՝ Երկիր մոլորակն ինքն իրենով կենդանի է։ Մեկ այլ տեսության համաձայն՝ կյանքը էկոհամակարգերի հատկանիշն է։ Աբիոգենեզը նկարագրում է կյանքի ծագման բնական գործընթացը, որը տեղի է ունեցել անկենդան նյութից, օրինակ՝ պարզ օրգանական միացություններից։ Բոլոր օրգանիզմներին բնորոշ ընդհանուր հատկանիշները ներառում է կենսաքիմիական գործընթացների ապահովման համար որոշակի հիմնական քիմիական տարրերի հանդեպ պահանջը։

Կյանքը Երկրի վրա ի հայտ է եկել ամենավաղը 4,28 միլիարդ տարի առաջ, 4,41 միլիարդ տարի առաջ տեղի ունեցած օվկիանոսների ձևավորումից անմիջապես հետո և Երկրի ձևավորումից ոչ շատ ուշ (4,54 միլիարդ տարի առաջ)։ Երկրի ներկայիս կյանքը ենթադրաբար առաջացել է ՌՆԹ աշխարհից, չնայած ՌՆԹ-ի վրա հիմնված կյանքը գուցե չի եղել առաջինը։ Կյանքի ծագման մեխանիզմը մինչ օրս անհայտ է,  չնայած կան բազմաթիվ վարկածներ, որոնցից շատերը հիմնված են Միլլեր-Ուրեյի գիտափորձի հիման վրա։ 2016 թվականին գիտնականները առանձնացրին 355 գեներ, որոնք ենթադրաբար կրել է բոլոր կենդանի օրգանիզմների վերջին ընդհանուր ունիվերսալ նախնին (անգլերեն՝ Last Universal Common Ancestor, LUCA)։

Երկրի վրա երկրաբանական ժամանակաշրջանների ընթացքում կյանքը փոխել է իր բնակության միջավայրը։ Էկոհամակարգում գոյատևելու համար կյանքը հաճախ պետք է հարմարվի միջավայրի բազմաթիվ գործոններին։ Որոշ մանրէներ՝ էքստրեմոֆիլներ, գոյատևում են էքստրեմալ երկրաքիմիական պայմաններում, որոնք Երկրի կյանքի շատ ձևերի համար մահացու են։

Արիստոտելն առաջինն էր, ով դասակարգեց կենդանի օրգանիզմները։ Ավելի ուշ Կառլ Լիննեյը ներկայացրեց իր տեսակների դասակարգումն ու բինոմինալ անվանակարգման համակարգը։ Հետագայում  հայտնաբերվեցին կյանքի նոր խմբեր և կատեգորիաներ, օրինակ՝ բջիջները և միկրոօրգանիզմները, որը նշանակալիորեն փոխեց կենդանի օրգանիզմների միջև փոխհարաբերությունների կառուցվածքի մասին պատկերացումենրը։ Բջիջը հաճախ համարվում է կյանքի ամենատարրական միավորը։ Կան երկու տեսակի բջիջներ՝ պրոկարիոտ և էուկարիոտ, որոնք երկուսն էլ կազմված են թաղանթում պարփակված ցիտոպլազմայից, որը ներառում է կենսամոլեկուլներ՝  սպիտակուցներ և նուկլեինաթթուներ։ Բջիջները վերարտադրվում են  կիսման ճանապարհով, որի ժամանակ ծնողական բջիջը բաժանվում է երկու դուստր բջջի։

Չնայած կյանքը ներկայումս հայտնի է միայն Երկրի վրա,  այն պարտադիր չէ, որ միայն սահմանափակվի Երկիր մոլորակով։ Որոշ գիտնականներ այլմոլորակային կյանքի գոյությունը հնարավոր են համարում։ Արհեստական կյանքը կյանքի համակարգչային սիմյուլացիան է կամ մարդու կողմից կյանքի որևէ հատկանիշի վերարտադրումը։ Արհեստական կյանքը կիրառվում է բնական կյանքի համակարգերի հետազոտման համար։ Մահը կենդանի օրագնիզմին բնորոշ կենսաբանական գործընթացների անդարձելի ընդհատումն է, կյանքի ավարտը։ Անհետացումը այն գործընթացն է, որի ժամանակ օրգանիզմների ամբողջական խումբը կամ տաքսոնը՝ սովորաբար տեսակը, ամբողջությամբ վերանում է։ Բրածո մնացորդները կենդանի օրգանիզմների պահպանված հետքերն են կամ մնացորդները։

Սահմանումներ 
Գիտնականների և փիլիսոփաների համար դժվար է սահմանել կյանքը։ Մասամբ սա նրա պատճառով է, որ կյանքը գործընթաց է և ոչ թե մատերիա։ Ցանկացած սահմանում պետք է բավականին ընդհանրական լինի, որ ներառի և կյանքի բոլոր հայտնի ձևերը, և Երկրի վրա գոյություն ունեցող կյանքի ձևերից տարբեր բոլոր կյանքի անհայտ ձևերը։

Կենսաբանություն 

Քանի որ չկա կյանքի միաձայն ընդունվող սահմանում, կենսաբանության մեջ ներկայումս առկա սահմանումների մեծամասնությունը նկարագրական են։ Կյանքը ինչ֊որ բանի հատկանիշ է, որը տվյալ միջավայրում պահպանում, շարունակում և ամրապնդում է իր գոյությունը։ Այս հատկանիշը արտահայտվում է հետևյալ հատկություններով։
 Հոմեոստազ, ներքին միջավայրի կարգավորումը՝ հարաբերականորեն կայուն վիճակի պահպանման համար։ Օրինակ՝ քրտնազատումը ջերմաստիճանի նվազեցման նպատակով։
 Կազմավորման մակարդակ, մեկ կամ ավելի բջիջներից՝ կյանքի տարրական միավորներից, կազմված լինելը։
 Նյութափոխանակություն, քիմիական նյութերը և էներգիան բջջային բաղադրիչների փոխակերպման (անաբոլիզմ) և օրգանական նյութերի քայքայման (կատաբոլիզմ) գործընթացը։ Կենդանի օրգանիզմներին ներքին միջավայրի պահպանման և կյանքին բնորոշ այլ գործընթացների համար անհրաժեշտ է էներգիա, կյանքի ձևերը կախված են էներգիայից։
 Աճ, անաբոլիզմի գերակայությունն է կատաբոլիզմի հանդեպ։ Աճող օրգանիզմը նյութի պարզ կուտակման փոխարեն ավելի շատ մեծացնում է իր օրգանիզմի և օրգանիզմի մասերի չափերը։
 Հարմարվողականություն, որպես միջավայրին պատասխան՝ ժամանակի ընթացքում փոփոխվելու ընդունակությունն է։ Այս ընդունակությունը հիմնարար է էվոլյուցիայի համար և բնութագրվում է օրգանիզմի ժառանգականությամբ, սննդակարգով և արտաքին գործոններով։
 Ազդակներին պատասխանելու ընդունակություն․ ազդակին պատասխանը կարող է ունենալ տարբեր ձև՝ քիմիական նյութերի հանդեպ միաբջիջ օրգանիզմի դրսևորած գրգռականությունից մինչև բազմաբջիջ օրգանիզմի բոլոր զգայությունները ներառող բարդ ռեակցիաները։ Պատասխանը հաճախ դրսևորվում է շարժմամբ, օրինակ՝ բույսերի տերևների դեպի լույսը շարժը՝ ֆոտոտրոպիզմը և քեմոտաքսիսը։
 Վերարտադրողականություն, նոր օրգանիզմների ստեղծման ընդունակությունն է, որը ընթանում է կամ անսեռ ճանապարհով՝ մեկ ծնողական օրգանիզմի մասնակցությամբ, կամ սեռական ճանապարհով՝ ներառելով երկու ծնողներ։
Այս բարդ գործընթացները, որոնք կոչվում են ֆիզիոլոգիական ֆունկցիաներ, ցույց են տալիս կյանքի պահպանման համար անհրաժեշտ ֆիզիկական և քիմիական հիմքերը, ինչպես նաև ազդանշանային և կարգավորիչ մեխանիզմները։

Այլընտրանքային սահմանումներ 

Ֆիզիկական տեսանկյունից կենդանի օրգանիզմները կարգավորված մոլեկուլային կառուցվածքով թերմոդինամիկական համակարգեր են, որոնք կարող են ինքնավերարտադրվել և էվոլուցվել՝ ըստ գոյատևման պահանջների։ Թերմադինամիկորեն, կյանքը նկարագրվել է որպես բաց համակարգ, որը օգտագործելով արտաքին միջավայրի միջև առկա տարբերությունը՝ ստեղծում է իր ոչ կատարյալ կրկնօրինակները։ Այսպիսով, կյանքը ինքնապահպանվող քիմիական համակարգ է, որն ընդունակ է ենթարկվել դարվինյան էվոլյուցիային։ Այս սահմանման առավելությունն այն է, որ այն կյանքը տարբերակում է ըստ էվոլյուցիոն գործընթացի, այլ ոչ՝ քիմիական կառուցվածքի։

Այլ սահմանումները ունեն համակարգային մոտեցում և պարտադիր չէ, որ հիմնվեն մոլեկուլային կառուցվածքի վրա։ Համակարգային սահմանումներից մեկի համաձայն՝ կենդանին այն է, ինչ ինքնակարգավորվում է և ինքնավերարտադրվում (աուտոպոետիկ է)։ Այլընտրանքային սահմանումներից է նաև Ստյուարտ Քաուֆմանի սահմանումը, որի համաձայն՝ կյանքը ինքնավար միա- կամ բազմատարր համակարգ է, որը ընդունակ է ինքնավերարտադրվել և իրականացնել առնվազն մեկ գործող թերմոդինամիկական ցիկլ։  Սույն սահմանումը լրացվում է ժամանակի հետ նոր ֆունկցիաների բացահայտման զուգահեռ։

Վիրուսներ 

Վիրուսների կենդանի համարելու վերաբերյալ կան հակասական տեսակետներ։ Սովորաբար վիրուսներին համարում են ուղղակի ռեպլիկատորներ և ոչ կյանքի կենդանի ձևեր։ Վիրուսներին նաև նկարագրում են որպես «կյանքի եզրին գտնվող օրգանիզմներ» կամ «կյանքի ոչ բջջային ձևեր», քանի որ կրում են գեներ, էվոլուցվում են բնական ընտրության միջոցով և կրկնապատկվում են՝ ինքնահավաքակցման միջոցով ստեղծելով սեփական բազմաթիվ կրկնօրինակներ։ Չնայած դրան, վիրուսները չունեն նյութափոխանակություն, նոր պրոդուկտների սինթեզի համար պահանջվում է տեր բջջի առկայությունը։ Տեր բջջում վիրուսի ինքնահաքակցումը օգնում է հասկանալ կյանքի ծագումը, քանի որ խոսում է այն վարկածի օգտին, որի համաձայն՝ կյանքը ծագել է օրգանական ինքնահավաքակցվող օրգանական մոլեկուլների տեսքով։

Կազմավորման մակարդակներ 

Կյանքի կազմավորման մակարդակը առանձին միավորներից կազմված միասնական բարդ ամբողջական համակարգ է, որի բոլոր մասերը փոխադարձաբար կապված են մեկը մյուսի հետ։ Կյանքի կազմավորման մակարդակներն են՝

 Մոլեկուլային-գենետիկական մակարդակ - այս մակարդակի տարրական կառուցվածքային միավորը մոլեկուլներն են, սպիտակուցները և նուկլեինաթթուները, իսկ տարրական երևույթը՝ նուկլեինաթթուների ինքնավերարտադրման ընդունակությունն է։ Այս մակարդակը ներկայացնում են վիրուսները և ֆագերը։ Այս օրգանիզմների մոտ սպիտակուցային թաղանթը կատարում է պաշտպանական ֆունկցիա, իսկ նուկլեինաթթուները՝ ժառանգական տեղեկատվության ծածկագրման ֆունկցիա։
 Բջջային մակարդակ - այս մակարդակի տարրական միավորը բջիջն է, իսկ տարրական երևույթը՝ այդ բջջի բաժանումը։ Ըստ իրենց կազմավորվածության տարբերում են 2 ենթամիավորներ՝ պրոկարիոտներ և էուկարիոտներ։ Պրոկարիոտների կամ նախակորիզավոր ձևերը չունեն ձևավորված կորիզ և օրգանոիդներ, իսկ էուկարիոտները կամ կորիզավոր ձևերը ունեն ձևավորված կորիզ և օրգանոիդներ։ Այս մակարդակի առանձնյակների մեջ ըստ բջիջների քանակի տարբերում են՝ միաբջիջներ, բազմաբջիջներ, գաղութային ձևեր։ Գաղութային ձևերի մոտ բջիջների մասնագիտացում և դիֆերենցում գոյություն չունի։ Բազմաբջիջ ձևերի մոտ բջիջների մասնագիտացում և դիֆերենցում գոյություն ունի։
 Օրգան-հյուսվածքային մակարդակ - այս մակարդակի տարրական միավորը օրգանն է և հյուսվածքը, իսկ տարրական երևույթը օրգանի կամ հյուսվածքի ֆունկցիան է։ Հյուսվածքը միանման ծագում, կառուցվածք և միանման ֆունկցիա կատարող բջիջների խումբ է։ Օրգանը մարմնի այն մասն է, որը ունի որոշակի ձև, որոշակի տեղ և կատարում է որոշակի կենսական պրոցես։
 Օրգանիզմային մակարդակ - այս մակարդակի տարրական միավորը օրգանիզմն է, իսկ տարրական երևույթը՝ օրգանիզմի անհատական զարգացումը։
 Տեսակ-պոպուլյացիոն մակարդակ - այս մակարդակի տարրական միավորը պոպուլյացիան է, իսկ տարրական երևույթը՝ պոպուլյացիայում տեղի ունեցող փոփոխությունները։
 Կենսացենոզային մակարդակ - այդ մակարդակի տարրական միավորը կենսացենոզն է, իսկ տարրական երևույթը՝ կենսացենոզներում տեղի ունեցող փոփոխությունները։ Կենսացենոզը երկրի վրա որոշակի տարածք զբաղեցնող բույսերի, կենդանիների և միկրոօրգանիզմների ամբողջություն է, որոնք փոխադարձաբար կապված են միմյանց հետ և գործում են որպես 1 ամբողջություն։
 Կենսոլորտային մակարդակ – կենսոլորտը կյանքի կազմավորման բարձրագույն մակարդակն է, որը կազմված է առանձին կենսահամակեցություններից։ Այս մակարդակի տարրական երևույթը՝ կենսացենոզների հերթափոխումն է մեկը մյուսով։ Կենսոլորտի սահմանները անընդհատ ընդլայնվում են կենդանի օրգանիզմների կողմից բնակության նոր տարածքներ զբաղեցնելու պատճառով։

Կենսաֆիզիկա 
Առաջարկվել են նաև կյանքի այլ կենսաբանական սահմանումներ, որոնցից շատերը հիմնված են քիմիական համակարգերի վրա։ Կենսաֆիզիկոսները ցույց են տալիս, որ կենդանի օրգանիզմները գործում են բացասական էնթրոպիայով։ Այլ կերպ ասած, կյանքը՝ ավելի պոտենցիալ միկրովիճակների ձևավորման ժամանակ  կենսաբանական մոլեկուլների ներքին էներգիայում առաջացող պատահական դիֆուզիաների և դիսպերսիաների կասեցումն է։ Ավելի մանրամասն, ինչպես սահմանում են ֆիզիկոսներ Ջոն Բերնալը, Էրվին Շրյոդինգերը, Յուջին Վիգները և Ջոն Էյվերին, կյանքը բաց կամ շարունակական համակարգերի դասին է պատկանում, որոնք ընդունակ են նվազեցնել ներքին էնթրոպիան՝ միջավայրից վերցրված ազատ էներգիայի կամ նյութի հաշվին՝ հետագայում մերժվելով դեգրադացված ձևով։

Կենդանի համակարգերի տեսություններ 
Կենդանի համակարգերը բաց ինքնակարգավորվող կենդանի երևույթներ են, որոնք փոխազդում են իրենց միջավայրի հետ։ Այս համակարգերը պահպանվում են էներգիայի, ինֆորմացիայի և նյութի հոսքի շնորհիվ։

Վերջին մի քանի տասնամյակում որոշ գիտնականներ առաջարկել են, որ կյանքի բնույթը բացատրելու համար անհրաժեշտ է կենդանի համակարգերի ընդհանուր տեսության առկայությունը։ Այս ընդհանուր տեսությունը ծագում է էկոլոգիական և կենսաբանական գիտություններից և փորձում քարտեզագրել կենդանի օրգանիզմների գործունեության ընդհանուր սկզբունքները։ Երևույթի ուսումնասիրման ժամանակ այն մասերի բաժանելու փոխարեն, կենդանի համակարգերի ընդհանուր տեսությունը դիտարկում է երևույթը օրգանիզմների և միջավայրի հարաբերությունների շարժուն օրինաչափությունների տեսանկյունից։

Գեայի վարկած 
Այն միտքը, թե Երկիր մոլորակը կենդանի է, հանդիպում է փիլիսոփայության և կրոնի մեջ, բայց գիտականորեն այն առաջին անգամ քննարկել է շոտլանդացի գիտնական Ջեյմս Հաթոնը։ 1785 թվականին նա պնդեց, որ Երկիրը գերօրգանիզմ է, որը ամենալավը պետք է ուսումնասիրի ֆիզիոլոգիան։ Հաթոնը համարվում է երկրաբանության հայրը, բայց նրա «կենդանի Երկրի» գաղափարը մոռացվեց 19-րդ դարի ռեդուկցիոնիզմի ազդեցությամբ։ Գեայի վարկածը առաջարկել է Ջեյմս Լավլոքը 1960-ականներին։ Այն ենթադրում է, որ Երկիրը գործում է ինչպես մեկ օրգանիզմ, որը որոշում և պահպանում է իր գոյության համար անհրաժեշտ միջավայրային գործոնները։ Այս վարկածը դարձավ ժամանակակից Երկրի համակարգային գիտության հիմնաքարերից մեկը։

Անբաժանելիություն 
Ամերիկացի կենսաբան Ջեյմս Գրիեր Միլլերը 1978 թվականին առաջին անգամ փորձեց կենդանի համակարգերի ընդհանուր տեսությունը կիրառել կյանքի բնույթը բացատրելու համար։ Ռոբերտ Ռոզենը, 1991-ին հիմնվելով այս մտքի վրա զարգացրեց «համակարգերի հարաբերական տեսությունը», որով փորձեց բացատրել կյանքի հատուկ հատկությունները։ Մասնավորապես նա առանձնացրեց «կենդանի օրգանիզմների բաղադրիչների անբաժանելիությունը (nonfractionability)» որպես կենդանի համակարգերի և «կենսաբանական սարքերի» միջև առկա կարևորագույն հատկանիշ։

Կյանքը որպես էկոհամակարգերի հատկություն 
Կյանքի համակարգային դիտարկումը միջավայրային և կենսաբանական հոսքերը դիտարկում է միասին՝ որպես «ազդեցության փոխադարձություն» և միջավայրի հետ փոխադարձային հարաբերությունը նույնքան կարևոր է համարում կյանքը հասկանալու, որքան էկոհամակարգերը հասկանալու համար։ Ինչպես 1992 թվականին բացատրել է Հարոլդ Մորովիչը, կյանքը էկոլոգիական համակարգի, այլ ոչ թե որևէ օրգանիզմի կամ տեսակի հատկանիշ է։ Նա պնդում է, որ կյանքի էկոհամակարգային դասակարգումը ավելի ընդունելի է կենսաքիմիական կամ ֆիզիկական խիստ դասակարգումների համեմատ։ Ռոբերտ Ուլանովիչը 2009 թվականին ընդգծեց մուտուալիզմի կարևորությունը կյանքի և էկոհամակարգերի  համակարգային, կարգ ստեղծող վարքը հասկանալու մեջ։

Կոմպլեքս համակարգերի կենսաբանություն 
Կոմպլեքս համակարգերի կենսաբանությունը (անգլերեն՝ Complex systems biology (CSB), գիտության ճյուղ է, որը դինամիկ համակարգերի տեսության տեսանկյունից հետազոտում է կենսագործունեություն ունեցող օրգանիզմների մոտ բարդության ծագումը։ Վերջինս հաճախ անվանվում է նաև համակարգերի կենսաբանություն և ուղղված է կյանքի ամենահիմնարար սկզբունքների պարզաբանմանը։ Կոմպլեքս համակարգերի կենսաբանության և համակարգերի կենսաբանությանը շատ մոտ մեկ այլ մոտեցում անվանվում է փոխհարաբերությունների կենսաբանություն, որը փորձում է կենսաբանական գործընթացները հասկանալ ամենակարևոր փոխհարաբերությունների ենթատեքստում և դասակարգում է այս փոխհարաբերությունները՝ ըստ օրգանիզմների կարևոր ֆունկցիոնալ բաղադրիչների․ բազմաբջիջ օրգանիզմների համար այն սահմանվում է որպես «կատեգորիաների կենսաբանություն», օրգանիզմների մոդելային ներկայացման դեպքում՝ կենսաբանական փոխհարաբերությունների կատեգորիաների տեսություն, ինչպես նաև կենդանի օրգանիզմների ֆունցիոնալ կազմավորման հանրահաշվական տոպոլոգիա՝ նյութափոխանակային դինամիկ, բարդ ցանցերի, գենետիկայի, էպիգենետիկական գործընթացների, ազդանշանային ուղիների դեպքում։ Այլընտրանքային նման մոտեցումները կենտրոնանում են սահմանափակումների անկախության վրա, որտեղ սահմանափակումները կարող են լինել կամ մոլեկուլային, օրինակ՝ ֆերմենտները, կամ մակրոսկոպիկ, օրինակ՝ անոթային համակարգի համար ոսկորի կառուցվածքը։

Դարվինյան դինամիկա 
Ցույց է տրվել, որ կենդանի համակարգերի կարգավորվածության էվոլյուցիան և որոշակի ֆիզիկական համակարգեր ենթարկվում են ընդհանուր հիմնարար սկզբունքին, որն անվանվում է դարվինյան դինամիկա։ Դարվինյան դինամիկան ձևակերպվել է նախ հաշվի առնելով, թե ինչպես է թերմոդինամիկական հավասարակշռությունից շատ հեռու ոչ կենսաբանական պարզ համակարգերում ձևովորվում մակրոսկոպիկ կարգավորվածությունը, որը հետագայում բերում է կարճ, կրկնապատկվող ՌՆԹ֊ի մոլեկուլների առաջացմանը։ Ցույց է տրվել նաև, որ այս կարգավորվածություն առաջացնող գործընթացը երկու համակարգերի համար էլ համարյա նույնական է։

Օպերատորի տեսություն 
Մեկ այլ համակարգային սահմանում, որն անվանվում է օպերատորի տեսություն, առաջարկում է, որ «կյանքը ընդհանրական տերմին է, որը նկարագրում է օրգանիզմների մոտ բնորոշ փակվածությունների առկայությունը․ բնորոշ փակվածությունները բջջի թաղանթներն են և աուտոկատալիտիկ համալիրը»։ Օպերատորի տեսությունը ենթադրում է նաև, որ օրգանիզմը կազմավորման աստիճան ունեցող այն համակարգն է, որը համապատասխանում է օպերատորի այն տեսակի հետ, որը առնվազն բջիջ է։ Կյանքը կարող է նաև ներկայացվել որպես կարգավորիչ մեխանիզմների ստորադաս բացասական հետադարձ կապերի ցանց, որին գերակայում է տարածման և բազմացման հնարավորությամբ ձևավորված դրական հետադարձ կապերի ցանցը։

Ուսումնասիրման պատմություն

Մատերիալիզմ 

Կյանքի վաղ տեսություններից մի քանիսը մատերիալիստական էին, որոնք պնդում էին, թե կյանքը նյութական է, իսկ կյանքը՝ ավելի բարդ մատերիայի կազմավորման ձև։ Էմպեդոկլեսը մ․թ․ա․ 430 թվականին պնդում էր, որ տիեզերքում ամեն ինչ կազմված է 4 հավերժական «տարրերից» մեկից կամ «ամենի արմատներից»՝ հող, ջուր, օդ և կրակ։ Բոլոր փոփոխությունները բացատրվում են այս չորս տարրերի դասավորվածությամբ և վերադասավորումներով։  Կյանքի տարբեր ձևերը այս տարրերի համապատասխան խառնման արդյունքն են։

Դեմոկրիտեսը մ․թ․ա․ 460 թվականին կարծում էր, որ կյանքի բնութագրական հատկանիշը հոգի ունենալն է։ Ինչպես բոլոր հին փիլիսոփաները, նա նույնպես փորձում էր բացատրել, թե ինչն է դարձնում ինչ֊որ բան կենդանի։ Նա բացատրում էր, որ հրեղեն ատոմները կառուցում են հոգին ճիշտ այնպես, ինչպես ատոմները և դատարկությունը կառուցում են ամեն ինչ։ Նա կարևորում էր կրակը, քանի որ տեսնում էր կապ՝ կյանքի և ջերմության միջև, բացի այդ, կրակը շարժվում է։

Մեխանիստական մատերիալիզմը, որը ծագել էր Հին Հունաստանում վերակենդանացվեց և վերաձևաակերպվեց ֆրանսիացի փիլիսոփա Ռենե Դեկարտի կողմից, որը առաջարկեց, որ կենդանիները և մարդիկ մասերի ընդհանրություն են, որոնք միասին գործում են ինչպես մեքենան։ 19-րդ դարում բջջային տեսության զարգացման շնորհիվ այս տեսակետը ամրապնդվեց։ Չարլզ Դարվինի 1859 թվականի էվոլյուցիոն տեսությունը բացատրեց բնական ընտրության ճանապարհով տեսակների ծագումը։

Հիլոմորֆիզմ 

Հիլոմորֆիզը առաջին անգամ սահմանել է հույն փիլիսոփա Արիստոտելը մ․թ․ա․ 322 թվականին։ Հիլոմորֆիզմի կիրառումը կենսաբանության մեջ Արիստոտելի համար կարևոր էր, որի պատճառով իր աշխատություններում նա շատ է ուսումնասիրել կենսաբանությունը։ Ըստ նրա՝ այս նյութական աշխարհում ամեն ինչ կազմված է մատերիայից և ձևից, կենդանի օրգանիզմների ձևը՝ նրանց հոգին է (հունարեն՝ psyche, լատիներեն՝ anima)։ Կան երեք տեսակի հոգիներ՝ բույսերի բուսական հոգին, որը նրանց թույլ է տալիս աճել, քայքայվել և սնվել, բայց չի թույլատրում շարժումն ու զգայությունը, կենդանական հոգին, որը թույլ է տալիս կենդանուն շարժվել ու զգալ և բանական հոգին, որը գիտակցության և դատողության աղբյուրն է։ Ըստ Արիստոտելի՝ վերջինս առկա է միայն մարդու մոտ։ Յուրաքանչյուր ավելի վեր գտնվող հոգի ունի իրենից ստորակարգ հոգիների հատկանիշները։ Արիստոտելը հավատում էր, որ մատերիան կարող է գոյություն ունենալ առանց ձևի, բայց ձևը չի կարող գոյություն ունենալ առանց մատերիայի, որի պատճառով էլ հոգին առանց մարմնի չի կարող գոյություն ունենալ։

Արիստոտելի հայացքները համապատասխանում են կյանքի տելեոլոգիական բացատրությանը, որը երևույթը բացատրում է նպատակի և նպատակաուղղվածության տեսանկյունից։ Այսպիսով, բևեռային արջի սպիտակ լինելը բացատրվում է քողարկված լինելու նպատակով։ Պատճառայնության ուղղվածությունը ապագայից անցյալ հակասում է բնական ընտրության գիտական ապացույցների հետ։ Կենսաբանական հատկանիշները բացատրվում են ոչ թե ապագայի օպտիմալ արդյունքներով, այլ նայելով տեսակի էվոլյուցիոն պատմությանը, որը  հարցականի տակ է դնում հատկանիշների բնական ընտրությունը։

Սպոնտան ծագում 
Համաձայն սպոնտան կամ պատահական ծագման տեսության՝ կենդանի օրգանիզմները ծագում  են միմյանցից անկախ և ոչ թե միանման օրգանիզմներից։ Օրինակ՝ ըստ այս տեսության լվերը կարող են առաջանալ անկենդան նյութից՝ փոշուց, իսկ մկները և միջատները՝ ցեխից կամ աղբից։

Այս տեսությունը առաջարկել է Արիստոտելը, որը  ամբողջացրել և զարգացրել է իրենից առաջ եղած փիլիսոփաների հայացքները։ Այս տեսությունը մերժել է  Լուի Պաստյորը 1859 թվականին կատարած իր  հետազոտությունների շնորհիվ, որը հետագայում ընդլայնեցին Ֆրանցեսկո Ռեդիի և այլոց հետազոտությունները։ Սպոնտան ծագման տեսության մերժումը այլևս կասկած չի առաջացնում կենսաբանների մոտ։

Վիտալիզմ 
Վիտալիզմը հավատում է, որ կյանքի սկզբունքը նյութական չէ։ Տեսությունն առաջարկել է Գեորգ Էռնստ Շտալը 17-րդ դարում, որը տարածված է մնացել մինչ 19-րդ դարը։ Փիլիսոփաներ Անրի Բերգսոնը, Ֆրիդրիխ Նիցշեն, Վիլհելմ Դիլթայը, ատոմիստներ  Մարի Բիշան և քիմիկոս Յուստուս Լիբիխը վիտալիստներ են եղել։ Վիտալիզմը ներառում է այն գաղափարը, թե օրգանական և անօրգանական նյութի միջև կա հիմնարար տարբերություն, օրգանական մատերիան կարող է ծագել միայն կենդանի օրգանիզմներում։ Այս տեսակետը մերժել  է Ֆրիդրիխ Վյոլերը 1828 թվականին, որը անօրգանական նյութեից ստացավ մեզ։ Վյոլերի սինթեզը համարվում է օրգանական քիմիայի սկզբնակետը։ Սա ունի պատմական կարևորություն, քանի որ առաջին անգամ անօրգանական ռեակցիաների միջոցով սինթեզվեց օրգանական միացություն։

1850-ականներին Հերման ֆոն Հելմհոլցը, շարունակելով Յուլիուս Ռոբերտ Մայերի աշխատանքը, ցույց տվեց, որ մկանների շարժման ժամանակ էներգիայի կորուստ տեղի չի ունենում՝ առաջարկելով, որ չկան մկանների շարժմանն անհրաժեշտ «կենսական ուժեր»։ Այս հետազոտությունների շնորհիվ գիտնականները կորցրեցին հետաքրքրությունը վիտալիստական տեսությունների նկատմամբ, չնայած որ այն մինչ օրս առկա է շատ կեղծ գիտական տեսություններում, օրինակ՝ հոմեոպատիայում, որը հիվանդության առաջացումը բացատրում է ենթադրական «կենսական ուժերի» կամ «կյանքի ուժերի» առկայությամբ։

Ծագում 
Երկիր մոլորակը մոտ 4,54 միլիարդ տարեկան է։ Ապացույցները փաստում են, որ կյանքը Երկրի վրա գոյություն է ունեցել առնվազն 3,5 միլիարդ տարի, կյանքի ամենահին ֆիզիկական հետքերը 3,7 միլիարդ տարվա հնության են։ Այնուամենայնիվ, որոշ տեսություններ, օրինակ՝  ուշ ծանր ռմբակոծման տեսությունը ենթադրում է, որ կյանքը ծագել է ավելի վաղ՝ 4,1-4,4 միլիարդ տարի առաջ և կյանքի առաջացմանը նպաստող քիմիական գործընթացները ծագել են Մեծ պայթյունից կարճ ժամանակ անց՝  13,8 միլիարդ տարի առաջ, երբ տիեզերքը ընդամենը 10-17 միլիոն տարեկան էր։

Երկրի վրա գոյություն ունեցած տեսակների ավելի քան 99%-ը, որը մոտավոր հաշվարկներով կազմում է ավելի քան հինգ միլիարդ տեսակ, անհետացած են։

Չնայած ներկայումս նկարագրված կյանքի ձևերի քանակը կազմում է 1,2-2 միլիոն, մոլորակի տեսակների ընդհանուր թիվն անհայտ է։ Ենթադրաբար այն տատանվում է 8-100 միլիոնի սահմաններում, ավելի նեղ՝ 10-14 միլիոնի սահմաններում, բայց ըստ 2016 թվականի մայիսին կատարված հետազոտության, այն կարող է նաև լինել 1 տրիլիոն (որոնցից միայն մեկ տոկոսի մեկ հազարերորդն է նկարագրված)։  Երկրի վրա ԴՆԹ-ի հիմքերի քանակը մոտավոր հաշվարկներով կազմում է  5.0 x 1037 , որը կշռում է 50 միլիարդ տոննա։ Համեմատության համար՝ կենսոլորտի ընդհանուր զանգվածը մոտավորապես 4 տրիլիոն տոննա ածխաջուր է։ 2016 թվականի հուլիսին գիտնականները նույնականացրեցին 355 գեներ, որոնք ընդհանուր են Երկրի վրա ապրող բոլոր օրգանիզմների համար և առկա են եղել վերջին ունիվերսալ ընդհանուր նախնու (LUCA) մոտ ։

Կյանքի բոլոր ձևերը ունեն միանման հիմնարար մոլեկուլային մեխանիզմներ, որը փաստում է նրանց ընդհանուր ծագումը։ Այս ուսումնասիրությունը հաշվի առնելով՝ կյանքի ծագման վարկածները փորձում են գտնել այն մեխանիզմը,  որի արդյունքում պարզ օրգանական միացությունները նախաբջջային կյանքի միջոցով վերածվել են պրոտոբջիջների՝ ձևավորելով ունիվերսալ ընդհանուր նախնուն։ Առկա մոդելները բաժանվում են երկու խմբի՝ «գեները սկզբում» և «նյութափոխանակությունը սկզբում», բայց վերջերս առաջ են քաշվում նաև երկու մոտեցումները միավորող հիբրիդ մոդելներ։

Ներկայումս կյանքի ծագման վերաբերյալ չկա մեկ ընդհանուր գիտական մոտեցում։ Չնայած դրան, ավելի շատ ընդունվող գիտական մոդելները կառուցված են Միլլեյ-Ուրեյի գիտափորձի և Սինդի Ֆոքսի աշխատանքի հիման վրա, որը ցույց է տալիս, որ Երկրի առաջնային պայմանների քիմիական ռեակցիաները հարմար են եղել անօրգանական միացություններից ամինաթթուների և այլ օրգանական միացությունների սինթեզի համար և ֆոսֆոլիպիդները պատահական կերպով առաջացրել են լիպիդային երկշերտ, որը բջջաթաղանթի հիմնական բաղադրամասն է։

Կենդանի օրգանիզմները սինթեզում են սպիտակուցներ, որոնք ամինաթթուների պոպլիմերներ են և սինթեզվում են դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթվում (ԴՆԹ) գաղտնագրված հրահանգների շնորհիվ։ Սպիտակուցների սինթեզը ներառում է միջանկյալ ռիբոնուկլեինաթթվի (ՌՆԹ) պոլիմերներ։

Կյանքի ծագման հնարավոր ուղիներից մեկն այն է, որ առաջինը եղել են գեները, ապա սպիտակուցները, այլընտրանքային տեսակետի համաձայն՝ նախ եղել են սպիտակուցները, որոնցից ծագել են գեները։

Այնուամենայնիվ, քանի որ գեների սինթեզի համար անհրաժեշտ են սպիտակուցներ և հակառակը, այս խնդիրը նմանվում է հավի և ձվի խնդրին։ Սրա պատճառով շատ գիտնականներ գտնում են, որ շատ քիչ հավանական է գեների և սպիտակուցների միմյանցից անկախ ծագումը։

Ֆրենսիս Քրիքը առաջարկել է, որ կյանքի առաջին ձևերը հիմնված են եղել ՌՆԹ-ի վրա։ ՌՆԹ-ն ունի տեղեկատվության պահպանման ԴՆԹ-ի նման հատկանիշներ և ցուցաբերում է սպիտակուցներին բնորոշ կատալիտիկ ակտիվություն։ Սա կոչվում է ՌՆԹ աշխարհի վարկած, որին ի օգուտ է խոսում այն փաստը, որ դանդաղ էվոլոցվող բջջների  շատ կարևոր բաղադրիչներ ամբողջությամբ կամ մասամբ կազմված են ՌՆԹ-ից։ Բացի այդ, շատ կարևորագույն կոֆակտորներ՝ ԱԵՖ, Ացետիլ-ԿոԱ, ՆԱԴ և այլն, կամ նուկլեոտիդներ են, կամ էլ նուկլեոտիդներին մոտ միացություններ։ ՌՆԹ-ի կատալիտիկ հատկությունները վարկածի առաջ քաշման ժամանակ դեռևս անհայտ էին, այս հատկությունները հաստատվեցին 1986 թվականին Թոմաս Չեքի կողմից։

ՌՆԹ աշխարհի վարկածի խնդիրներից մեկն այն է, որ ՌՆԹ-ի սինթեզը պարզ անօրգանական սկզբնակներից ավելի դժվար է, քան մյուս օրգանական մոլեկուլների դեպքում։ Պատճառներից մեկն այն է, որ ՌՆԹ-ի սկզբնակները շատ կայուն են և շրջակա միջավայրի պայմաններում միմյանց հետ ռեակցվում են շատ դանդաղ։ Նույնիսկ առաջարկվել է, որ կենդանի օրգանիզմները ՌՆԹ-ից առաջ կազմված են եղել այլ մոլեկուլներից։ Այնուամենայնիվ, ՌՆԹ-ի որոշակի մոլեկուլների սինթեզը Երկիր մոլորակի կյանքին նախորդող պայմաններին մոտ պայմաններում հաջողվել է՝ որոշակի հերթականությամբ ավելացնելով սկզբնակները՝ ռեակցիայի ընթացքում ֆոսֆատի սկզբնակի առկայության պայմաններում։ Այս հետազոտությունը ՌՆԹ աշխարհի վարկածը դարձնում է ավելի հնարավոր։ 2013 թվականին հայտնաբերված երկրաբանական հետազոտությունները ցույց տվեցին, որ օվկիանոսներում ռեակտիվ ֆոսֆորը 3,5 միլիարդ տարի առաջ շատ հարուստ էր։  Այդժամ շրեյբերզիտը շատ արագ ռեակցվում էր հեղուկ գլիցերինի հետ՝ առաջացնելով ֆոսֆիտ և գլիցերոլ 3-ֆոսֆատ։ Ենթադրվում է, որ ուշ ծանր ռմբակոծման  շրեյբերզիտ պարունակող երկնաքարերը կարող էին ապահովել կրճվատված ֆոսֆորի քանակը, որն էլ կարող էր ռեակցվել օրգանական մոլեկուլների հետ՝ ձևավորելով ՌՆԹ-ն և այլ ֆոսֆորիլացված կենսամոլեկուլները։

2009 թվականին ցույց տրվեց, որ in vitro պայմաններում ՌՆԹ ֆերմենտներ՝ ռիբոզիմներ, պարունակող երկբաղադրիչ համակարգերում դարվինյան էվոլյուցիան հնարավոր է։ Այս աշխատանքն իրականացվել է Ջերալդ Ջոյսի լաբորատորիայում։ Նա նշել է, որ «Սա կենսաբանությունից դուրս միակ օրինակն է, որը ցույց է տալիս մոլեկուլյար գենետիկական համակարգերի կողմից էվոլյուցիոն ադապտացիան»։

Նախաբիոտիկ միացությունները հնարավոր է ծագել են Երկրից դուրս։ 2011 թվականի ՆԱՍԱ-ի Երկրի վրա  հայտնաբերված երկնաքարերի հետազոտության արդյունքում, ենթադրվեց, որ ԴՆԹ-ի և ՌՆԹ-ի բաղադրիչները՝ ադենինը, գուանինը և նման օրգանական մոլեկուլները, ձևավորվել են տիեզերական տարածության մեջ։

2015 թվականի մարտին ՆԱՍԱ-ի գիտնականները զեկուցեցին, որ տիեզերական տարածության պայմաններ ունեցող լաբորատորիայում , երկնաքարերում հայտնաբերված  քիմիական նյութերի, օրինակ՝ պիրիմիդինի միջոցով առաջին անգամ հնարավոր է դարձել սինթեզել բարդ ԴՆԹ և ՌՆԹ օրգանական միացություններ, այդ թվում՝ ուրացիլը, ցիտոզին և թիմին։ Պիրիմիդինը պոլիցիկլիկ արոմատիկ ածխաջրածինների նման ածխածնով ամենահարուստ օրգանական միացություններն են տիեզերքում և ենթադրաբար ձևավորվել են կարմիր հսկաներում կամ տիեզերական փոշում և գազային ամպերում։

Պանսպերմիայի վարկածի համաձայն՝ մանրադիտակային կյանքը տարածված է ամբողջ տիեզերքում՝ աստերոիդների, երկնաքարերի և Արեգակնային համակարգի փոքր մարմիններում։

Շրջակա միջավայրի պայմաններ 

Երկրի վրա կյանքի բազմազանությունը գենետիկական հնարավորության, նյութափոխանակային ընդունակությունների, միջավայրային փոփոխությունների և սիմբիոզի փոխադարձ, դինամիկ փոխհարաբերությունների արդյունքն է։ Երկրի գոյության ընթացքում, կյանքի բնակելի միջավայրում գերիշխել են մանրէները, որոնց նյութափոխանակությունն ու էվոլյուցիան իրենց են ենթարկել միջավայրային պայմանները։ Միկրոօրգանիզմների ակտիվության հետևանքով Երկրի ֆիզիկաքիմիական միջավայրը երկրաբանական ժամանակաշրջաններում փոփոխվել է՝ սրանով ազդելով կյանքի հաջորդող ձևերի էվոլյուցիոն ուղու վրա։  Օրինակ՝  կապտականաչ ջրիմուռների ֆոտոսինթեզի արդյունքում արտադրված մոլեկուլային թթվածինը Երկիր մոլորակի պայմանների վրա ունեցել է համընդհանուր ազդեցություն։ Քանի որ թթվածինը թունավոր էր Երկիր մոլորակի կյանքի ձևերի մեծամասնության համար, այն սկիզբ դրեց նոր էվոլյուցիոն փոփոխությունների՝ բերելով Երկրի վրա կենդանիների և բույսերի տեսակների առաջացմանը։ Օրգանիզմների և շրջակա միջավայրի միջև այս փոխհարաբերությունը կենդանի համակարգերի բնորոշ հատկանիշներից է։

Կենսոլորտ 
Կենսոլորտը էկոհամակարգերի ընդհանրությունն է։ Այն կարող է համարվել նաև Երկիր մոլորակի ոլորտներից մեկը, այն փակ ինքնակարգավորվող համակարգ է, որտեղ թափանցում են միայն արեգակնային և տիեզերական ճառագայթները և Երկրի ընդերքի ջերմությունը։ Ավելի լայն կենսաֆիզիոլոգիական սահմանման համաձայն՝  կենսոլորտը գլոբալ էկոլոգիական համակարգ է, որը ներառում է բոլոր կենդանի ձևերը և նրանց փոխհարաբերությունները, այդ թվում նաև ներառելով փոխհարաբերությունները քարոլորտի, երկրոլորտի, ջրոլորտի և մթնոլորտի հետ։

Կյանքը տարածված է կենսոլորտի տարբեր հատվածներում, այդ թվում՝ հողում,  հիդրոթերմալ հանքավայրերում, առնվազն 19 կմ խորության վրա՝ ապարների ներսում, օվկիանոսի ամենախորը վայրերում, մթնոլորում՝ առնվազն 64 կիլոմետր բարձրության վրա։ Փորձարարական որոշակի պայմաններում կյանքը կարողանում է գոյատևել տիեզերքի անկշռելիության և վակուումի պայմաններում։ Կյանքի ձևերը նաև գոյատևում են Մարիանյան իջվածքում՝ Երկրի օվիանոսների ամենախորը կետում։ Այլ հետազոտությունները ցույց են տալիս, որ կյանքի ձևերը գոյատևում են նաև ԱՄՆ֊ի հյուսիսարևմտյան ափի օվկիանոսի հատակից (2590 մ) մինչև 580 մետր խորության վրա, ինչպես նաև Ճապոնիայի մերձափնյա օվկիանոսի հատակից 2400 մ խորության վրա։ 2014 թվականի օգոստոսին գիտնականները հաստատեցին Անտարկտիկայի սառույցում 800 մետր խորության վրա ապրող կենդանի ձևերի գոյությունը։ Համաձայն մի հետազոտության՝ «մանրէներ կարելի է հանդիպել ամենուր՝ նրանք չափազանց հարմարվող են արտաքին միջավայրի պայմանների նկատմամբ՝ գոյատևելով ամենուր»։

Կենսոլորտը էվոլուցվում է, էվոլյուցիան ամենաքիչը 3,5 միլիարդ տարի առաջ սկսել է բիոպոեզ (կյանքի բնական ճանապարհով ստեղծվել է անօրգանական նյութից, օրինակ՝ պարզ օրգանական միացություններից) և բիոգենեզ (կյանքի ձևավորվել է կենդանի նյութից) կոչվող երևույթներով։ Կյանքի ամենավաղ մնացորդները ներառում են Արևմտյան Գրենլանդիայի մետանստվածքային ապարներում հայտնաբերված 3,7 միլիարդ տարի հնություն ունեցող կենսածին գրաֆիտը և Արևմտյան Ավստրալիայի 3,48 միլիարդ տարի հնություն ունեցող ավազաքարում հայտնաբերված միկրոօրգանիզմների նստվածքային ապարները։ Ավելի վերջերս՝ 2015 թվականին բիոտիկ կյանքի մնացորդներն են հայտնաբերվել Արևմտյան Ավստրալիայի 4,1 միլիարդ տարի հնություն ունեցող ապարներում։ 2017 թվականին  4,28 միլիարդ տարի հնություն ունեցող ենթադրյալ միկրոօրգանիզմների բրածո մնացորդներ հայտնաբերվեցին Քվեբեկի Նուվուագիթուք գոտու հիդրոթերմալ ճեղքվածքների նստվածքներում, որոնք ներկայումս կենդանի ձևերի ամենահին գրանցված մնացորդներն են։ Այս մնացորդները ցույց են տալիս, որ գուցե կյանքը ծագել է օվկիանոսների ձևավորումից անմիջապես հետո՝ 4,4 միլիարդ տարի առաջ, Երկիր մոլորակի ձևավորումից  (4,54 միլիարդ տարի) քիչ անց։ Կենսաբան Ստեֆան Բլեր Հեջի համաձայն՝ «Եթե կյանքը երկրի վրա ծագել է համեմատաբար այդքան արագ․․․ ապա այն կարող է տիեզերքում շատ տարածված լինել»։

Ընդհանուր առմամբ, կենսոլորտները ինքնակարգավորվող, փակ համակարգեր են, որոնք պարունակում են էկոհամակարգեր։ Սա ներառում է, օրինակ, արհեստական կենսոլորտ Biosphere 2-ը և BIOS-3֊ը, ինչպես նաև այլ մոլորակների կամ արբանյակների վրայի հնարավոր համակարգերը։

Կայունության կամ դիմացկունության սահման 

Էկոհամակարգի իներտ բաղադրիչներից են կյանքի համար անհրաժեշտ ֆիզիկական և քիմիական գործոնները՝ էներգիան (արեգակնային և քիմիական էներգիան), ջուրը, ջերմաստիճանը, մթնոլորտային ճնշումը, գրավիտացիան, սննդանյութերը և ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը։ Էկոհամակարգերի մեծամասնությունում, պայմանները տարբերվում են օրվա տարբեր ժամերին և տարվա տարբեր եղանակներին։ Էկոհամակարգերի մեծամասնությունում օրգանիզմները պետք է դիմակայեն միջավայրի տարբեր պայմաններին, որը անվանվում է «դիմացկունության սահման»։ Այդ պայմաններից դուրս առանձնյակը ընկնում է «ֆիզիոլոգիական սթրեսի մեջ», որտեղ գոյատևումը և վերարտադումը հնարավոր են, բայց օպտիմալ չեն։ Այս սահմաններից դուրս անկայունության հատվածն է, որտեղ վերարտադրումը և գոյատևումը քիչ հավանական է կամ անհնարին։ Ավելի մեծ դիմացկունության միջակայք ունեցող օրգանիզմները ավելի տարածված են, քան ավելի նեղ դիմացկունություն ունեցողները։

Էքստրեմոֆիլներ 
Գոյատևելու համար որոշ միկրոօրգանիզմներ կարող են ձեռք բերել այնպիսի հատկանիշներ, որոնք թույլ են տալիս նրանց դիմանալ ցածր ջերմաստիճաններին, ջրի և սննդի բացակայությանը, ռադիացիայի բարձր մակարդակին և այլ ֆիզիկական ու քիմիական արգելքներին։ Այս մանրէներն անվանվում են էքստրեմոֆիլներ և կարող են դիմանալ նման պայմաններում շաբաթներ, ամիսներ, տարիներ և նույնիսկ դարեր։ Էքստրեմոֆիլները այն միկրոօրգանիզմներն են, որոնք բնակվում են կյանքի ձևերի տարածված պայմաններից տարբերվող պայմաններում։ Նրանք ունակ են էներգիա ստանալ տարբեր աղբյուրներից։ Այս օրգանիզմների կառուցվածքի և նյութափոխանակության բազմազանության ուսումնասիրությունները ընթացքի մեջ են։

Կյանքի միկրոօրգանիզմային ձևերը գոյատևում են նույնիսկ Մարիանյան իջվածքում՝ Երկրի ամենախորը կետում։ Միկրոօրգանիզմները գոյատևում են նաև ապարների ներսում՝ օվկիանոսի 2600 մ խորության հատակից 580 մ խորության վրա։

Երկրի վրա կյանքի ձևերի ճկունության և դիմացկունության հետազոտությունները, ինչպես նաև այսպիսի պայմաններում գոյատևելու համար մանրէների մոլեկուլային մեխանիզմների պարզաբանումը շատ կարևոր է Երկրից դուրս կյանքի փնտրման համար։ Օրինակ՝ մամուռները մեկ ամիս կարող են գոյատևել  Մարսի սիմուլացված պայմաններում։

Քիմիական տարրեր 
Կյանքի բոլոր ձևերի կենսագործունեության համար անհրաժեշտ են մի շարք քիմիական տարրեր։ Այս տարրերը ներառում են՝ ածխածինը, ջրածինը, ազոտը, թթվածինը, ֆոսֆորը և ծծումբը, որոնք բոլոր օրգանիզմների մակրոտարրերն են, որոնք կարող են նշվել CHNOPS համառոտագրությամբ։ Այս տարրերը միասին կազմում են նուկլեինաթթուները, սպիտակուցները և լիպիդները, կենդանի ձևերի կարևոր բաղադրիչները։ Այս տարրերից հինգը ներառում են ԴՆԹ֊ի բոլոր բաղադրիչները, բացառությունը ծծումբն է, որը ցիստեին և մեթիոնին ամինաթթուների բաղադրիչներից է։ Մակրոտարրերից ամենատարածվածը ածխածինն է, որը կայուն, բազմակի կովալենտ կապերի համար շատ հարմար ատոմի կառուցվածք ունի։ Ածխածնի ատոմի այսպիսի կառուցվածքի շնորհիվ օրգանական նյութերը կարող են չափազանց բազմազան լինել։

Վարկածային կենսաքիմիայի տարբերակները փորձում են հեռացնել այս տարրերից որևէ մեկը՝ փոխարենը ավելացնելով այս ցանկից բացակայող մեկ այլ տարր կամ փոխում են անհրաժեշտ քիրալությունը կամ այլ քիմիական հատկանիշները։

ԴՆԹ 
Դեզօքսիռիբոնուկլեինաթթուն մոլեկուլ է, որը կրում է բոլոր կենդանի օրգանիզմների և վիրուսների մեծամասնության աճի, զարգացման, կենսագործունեության և վերարտադրման համար անհրաժեշտ հիմնական գենետիկական հրահանգները։ ԴՆԹ֊ն և ՌՆԹ֊ն նուկլեինաթթուներ են, որոնք սպիտակուցների և բարդ ածխաջրերի հետ կազմում են կյանքի համար կարևոր երեք հիմնական մակրոմոլեկուլները։ ԴՆԹ֊ի մոլեկուլների մեծամասնությունը կազմված է երկու կենսապոլիմերային շղթաներից, որոնք միասին առաջացնում են կրկնակի պարույր։ ԴՆԹ֊ի երկու շղթաները անվանվում են պոլինուկլեոտիդներ, քանի որ կազմված են ավելի պարզ միավորներից՝ նուկլեոտիդներից։ Յուրաքանչյուր նուկլեոտիդ կազմված է ազոտ պարունակող նուկլեոտիդային հիմքից՝ ցիտոզին (C), գուանին (G), ադենին (A) կամ թիմին (T), ինչպես նաև ածխաջրից՝ դեզօքսիռիբոզ և ֆոսֆատային խմբից։ Նուկլեոտիդնեը շղթայում միմյանց միանում են կովալենտ կապերով՝ մի նուկլեոտիդի ածխաջուրի միանում է հաջորդի ֆոսֆատային խմբին՝ առաջացնելով ածխաջրաֆոսֆատային կմախքը։ Հիմքերի կոմպլեմենտարության սկզբունքի համաձայն՝ հանդիպակաց շղթաներում Ա֊ն ու Թ֊ն, Ց֊ն և Գ֊ն կապվում են իրար ջրածնային կապերով՝ ձևավորելով ԴՆԹ֊ի կրկնակի շղթան։  Երկրի վրա հիմքերի զույգերի մոտավոր քանակը կազմում է 5,0 x 1037 է, 50 միլիարդ տոննա զանգվածով։ Համեմատության համար կենսոլորտի ընդհանուր զանգվածը կազմում է 4 տրիլիոն տոննա ածխածին ։

ԴՆԹ֊ն պահպանում է կենսաբանական տեղեկատվություն։ ԴՆԹ֊ի կմախքը կայուն է ճեղքման հանդեպ և երկու շղթաները պահպանում են նույն կենսաբանական տեղեկատվությունը։ Կենսաբանական տեղեկատվությունը կրկնապատկվում է, երբ երկու շղթաներն առանձնանում են։ ԴՆԹ֊ի նշանակալի մասը, մարդու մոտ, օրինակ՝ մոտ 98%-ը գաղտնագրող չեն, որը նշանակում է, որ չեն ծառայում սպիտակուցների կառուցվածքի մասին տեղեկություն պահպանելու համար։

ԴՆԹ֊ի երկու շթաները միմյանց հակառակ ուղղված են։ Նուկլեոտիդային հիմքերի հաջորդականությունն էլ հենց գաղտնագրում է կենսաբանական տեղեկատվությունը։ Գենետիկական գաղտնագրի հիման վրա սինթեզվում են ՌՆԹ֊ի շղթաները, որոնք որոշում են ամինաթթվային հաջորդականությունը։ Այս ՌՆԹ շղթաները ձևավորվում են ԴՆԹ֊ի կաղապարի վրա՝ տրանսկրիպցիայի ընթացքում։

Բջիջների ներսում ԴՆԹ֊ն ներկայացված է երկար կառույցների՝ քրոմոսոմների տեսքով։ Բջջի բաժանման ժամանակ այս քրոմոսոմները կրկնապատկվում են՝ ԴՆԹ֊ի ռեպլիկացիայի միջոցով՝ յուրաքանչյուր բջջին տրամադրելով քրոմոսոմների ամբողջական հավաքակազմ։ Էուկարիոտ օրգանիզմները ԴՆԹ֊ի մեծ մասը պահպանում են բջջակորիզում, մի մասը՝ որոշ օրգանոիդներում՝ միտոքոնդրիումներիում և քլորոպլաստներում։ Պրոկարիոտների մոտ ԴՆԹ֊ն պահպանվում է ցիտոպլազմայում։ Քրոմոսոմների ներսում քրոմատինային սպիտակուցները, օրինակ՝ հիստոնները, փաթեթավորում և դասավարում են ԴՆԹ֊ն։ Այս կառույցները ապահով են ԴՆԹ֊ի և սպիտակուցների միջը փոխհարաբերությունները՝ որոշելով, թե ԴՆԹ֊ի որ հատվածներն են տրանսկրիպցվելու։

ԴՆԹ֊ն առաջին անգամ առանձնացրել է Ֆրիդրիխ Միշերը 1869 թվականին։ Մոլեկուլային կառուցվածքը պարզաբանել են Ջեյմս Ուոթսոնն ու Ֆրենսիս Քրիքը 1953 թվականին, Ռոզալինդ Ֆրանկլինի կատարած ռենտգենակառուցվածքային վերլուծության տվյալների հիման վրա։

Դասակարգում 

Կյանքը սովորաբար դասակարգվում է ութ հիմնական տաքսոններով՝ դոմեններ, թագավորություններ, տիպեր, դասեր, կարգեր, ընտանիքներ, ցեղեր և տեսակներ։ 2016 թվականի մայիսին գիտնականները ենթադրեցին, որ Երկրի վրա կա մոտ 1 տրիլիոն տեսակ, որոնց միայն մեկ տոկոսի մեկ հազարերորդ բաժինն է նկարագրված։

Օրգանիզմների դասակարգման առաջին փորձը կատարել է հույն փիլիսոփա Արիստոտելը (մ․թ․ա․ 384-322), որը բոլոր կենդանի օրգանիզմները դասակարգել է բույսերի և կենդանիների՝ հիմնականում հաշվի առնելով շարժվելու ընդունակությունը։ Նա նաև առանձնացրել է արյուն ունեցող և անարյուն կենդանիների, որը կարող է համեմատվել ողնաշարավորներ և անողնաշարավորներ դասակարգման հետ։ Արյուն ունեցող կենդանիները նա դասակարգել է հինգ խմբի մեջ՝ կենդանածին չորքոտանիներ (կաթնասուններ), ձվածին չորքոտանիներ (սողուններ և երկկենցաղներ), թռչուններ, ձկներ և կետեր։ Անարյուն կենդանիները Արիստոտելը նույնպես բաժանել է հինգ խմբի՝ գլխոտանիներ, խեցգետնակերպեր, միջատներ (որը ներառում էր նաև սարդերն ու կարիճները) և զոոֆիտներ (կենդանիներ, որոնք նման են բույսերի)։ Չնայած որ Արիստոտելի կենդանաբանական հետազոտություններում շատ սխալներ կային, դա այդ ժամանակվա ամենամեծ և ազդեցիկ հետազոտություններից էր, որը դեռ շատ դարեր ընդունվել է գիտական շրջանակներում։

Ամերիկաների հայտնագործումը բացահայտեց մեծ թվով  բույսերի և կենդանիների նոր տեսակներ, որոնց անհրաժեշտ էր նկարագրել և դասակարգել։ 16-րդ դարի վերջին կեսին և 17-րդ դարի սկզբին, կենդանիների հետազոտությունները ավելի խորացան և լայնածավալ դարձան, որը ստեղծեց բավարար հիմք կենդանիների անատոմիական դասակարգման համար։ 1740-ական թվականներին Կառլ Լիննեյը ներկայացրեց տեսակների դասակարգման բինոմինալ անվանակարգման համակարգը ։ Լիննեյը փորձեց բարելավել և կրճատել տեսակների բազմաբառ անվանումները՝ հեռացնելով ավելորդ հռետորաբանությունները, կիրառելով ավելի պարզ, նկարագրական տերմիններ։

Սկզբնական շրջանում սնկերը դիտարկվում էին որպես բույսեր։ Սկզբում Լիննեյը սնկերը դասակարգեց Vermes (որդեր) տաքսոնում և ապա վերադարձրեց բույսերի մեջ։ Քոփլանդը սնկերը դասակարգեց իր Protoctista տաքսոնում, սրանով մասամբ խուսափելով խնդրից, բայց ընդունելով սնկերի առանձնահատուկ կարգավիճակը։ Այս խնդիրը լուծեց Ուիթեյքերը, որը իր հինգ թագավորությունների համակարգում սնկերը առանձնացրեց առանձին թագավորության մեջ։ Էվոլյուցիոն պատմությունը ցույց է տալիս, որ սնկերը ավելի մոտ են կենդանիներին, քան բույսերին։

Նոր հետազոտությունները թույլ տվեցին ավելի մանրամասն ուսումնասիրել բջիջները և մանրէները և բացահայտվեցին տեսակների նոր խմբեր, ստեղծվեցին կենսաբանության նոր բաժիններ՝ բջջաբանությունն ու մանրէաբանությունը։ Այս նոր օրգանիզմները որպես նախակենդանիներ (Protozoa) դասակարգվեցին կենդանիների և որպես նախաբույսեր (protophyta/thallophyta)՝ բույսերի մեջ, բայց Հեկկելի կողմից միավորվեցին՝ պրոտիստա (նախակենդանիներ) թագավորության մեջ։ Հետագայում, պրոկարիոտները առանձնացվեցին մոներայից (Monera) և ապա բաժանվեցին երկու խմբի՝ բակտերիաների և արքեաների։ Այս փոփոխությունները սկիզբ դրեցին վեց թագավորություններով համակարգին, որը էվոլյուցիոն փոխհարաբերությունների հետազոտման արյունքների հիման վրա հետագայում վերածվեց երեք դոմենային համակարգին։ Այնուհանդերձ, էուկարիոտների, հատկապես պրոտիստների դասակարգում մինչ օրս հակասական է։

Մանրէաբանության, մոլեկուլային կենսաբանության և վիրուսաբանության զարգացման հետ հայտնաբերվեցին ոչ բջջային ձևերը, այդ թվում՝ վիրուսներն ու վիրոիդները։ Այս ձևերի կենդանի լինելու հարցը մինչ օրս քննարկումների առարկա է։ Վիրուսները չունեն կյանքին բնորոշ շատ հատկանիշներ՝ բջջաթաղանթ, նյութափոխանակություն, աճ, միջավայրի հանդեպ պատասխան։ Վիրուսները կարող են, սակայն, դասակարգվել ըստ տեսակների՝ հիմնվելով նրանց կենսաբանության և գենետիկայի վրա։ Շատ տեսակների դասակարգումը, այնուամենայնիվ, մինչ օրս հակասական է։

1960֊ականներին ծագեց կլադիստիկան, որը տաքսոնները էվոլյուցիոն կամ ֆիլոգենետիկ ծառերի ձևով դասավորեց ըստ կլադների։

Բիոտա (տաքսոնոմիա)
Գիտական դասակարգման համակարգում բիոտան այն վերնադոմենն է, որը դասակարգում է ամբողջ կյանքը։ Սրա պատճառով հաճախ քննարկում են, թե ինչպես պետք է կյանքը հետագայում բաժանվի, եթե կյանքի սահմանումը անընդհատ փոփոխվում և հարմարեցվում է։ Բացի այդ, հայտնաբերման դեպքում կյանքը պետք է ներառի նաև այլմոլորակային կյանքը։ Ընդհանուր առմամբ բիոտան ներառում է բջջային կյանքի բոլոր ձևերը։ Երբ նշվում է նաև ոչ բջջային կյանքը, բիոտան բաժանում են ցիտոտայի (Cytota, բջջային կյանք) և ացիտոտայի (Acytota, ոչ բջջային կյանք)։

Բջիջներ 
Բջիջը կյանքի բոլոր ձևերի տարրական կառուցվածքային միավորն է, նոր բջիջները առաջանում են այլ բջիջներից՝ կիսման ճանապարհով։ Բջջային տեսությունը ձևակերպել են Հենրի Դյուտրոշեն, Թեոդոր Շվանը, Ռուդոլֆ Վիրխովը և այլք 19-րդ դարի սկզբին, որը հետագայում դարձել է լայնորեն ընդունելի։ Օրգանիզմի ակտիվությունը պայմանավորված է օրգանիզմի բջիջների ակտիվությամբ և նրանց միջև էներգիայի հոսքով։ Բջիջները պարունակում են ժառանգական տեղեկատվություն, որը պահպանվում և փոխանցվում է բջիջների բաժանման շնորհիվ։

Կան բջիջների երկու հիմնական տեսակներ։ Պրոկարիոտ կամ նախակորիզավոր բջիջների մոտ բացակայում է կորիզը, մեմբրանային օրգանոիդները, չնայած որ նրանք ունեն օղակաձև ԴՆԹ և ռիբոսոմներ։ Բակտերիաները և արքեաները պրոկարիոտների երկու խմբերն են։ Մյուս կողմից, էուկարիոտ կամ կորիզավոր բջիջները  ունեն մեմբրանային կորիզ և օրգանոիդներ՝ միտոքոնդրիումներ, քլորոպլաստներ, լիզոսոմներ, հատիկավոր և հարթ էնդոպլազմային ցանց, վակուոլներ և այլն։ Ավելին, էուկարիոտները կրում են քրոմոսոմներ, որոնք պահպանում են գենետիկական տեղեկատվությունը։ Բարդ, բազմաբջիջ օրգանիզմների մեծամասնությունը էուկարիոտ են՝ կենդանիները, բույսերը, սնկերը, բայց կան նաև միաբջիջ պարզ օրգանիզմներ՝ պրոտիստները։ Ամենատարածված տեսակետի համաձայն՝ էուկարիոտները ծագել են պրոկարիոտներից, էուկարիոտների հիմնական օրգանոիդները ձևավորվել են բակտերիաների և էուկարիոտներին նախորդող բջիջների էնդոսիմբիոզի արդյունքում։

Բջջաբանության մոլեկուլային մեխանիզմները հիմնված են սպիտակուցների վրա։ Սպիտակուցների մեծամասնությունը սինթեզվում են ռիբոսոմների կողմից՝ ֆերմենտների կողմից կատալիզվող սպիտակուցների կենսասինթեզի միջոցով։ Բջջի նուկլեինաթթվի գեների էքսպրեսիայի հիման վրա ամինաթթուները միանում են՝ առաջացնելով համապատասխան սպիտակուցի մոլեկուլը։ Էուկարիոտ բջիջների մոտ այս սպիտակուցները կարող են տեղափոխվել և անցնել Գոլջիի ապարատով՝ հասնելով համապատասխան վերջնակետին։

Բջիջները բազմանում են բջիջների բաժանման միջոցով, որի ընթացքում ծնողական բջիջը կիսվում է՝ առաջացնելով երկու դուստր բջիջներ։ Պրոկարոտների մոտ բջիջը բաժանվում է ուղղակի կիսմամբ, որի ժամանակ ԴՆԹ֊ն կրկնապատկվում է, երկու կրկնօրինակները միանում են բջջաթաղանթի համապատասխան տեղամասերին։ Էուկարիոտների մոտ տեղի է ունենում ավելի բարդ գործընթաց՝ միտոզ։ Միտոզից հետո առաջանում են նույնական բջիջների կրկնօրինակներ, որոնք ինտերֆազից հետո նույնպես կարող են կիսվել։

Բազմաբջիջ օրգանիզմները կարող էին էվոլուցվել բջիջների գաղութներից։ Այս բջիջները ադհեզիայի ճանապարհով կարող են ձևավորել խմբակային օրգանիզմներ։ Գաղութների առանձին անդամները կարող են գոյատևել ինքնուրույն, այն դեպքում, երբ բազմաբջիջ օրգանիզմների բջիջները մասնագիտացած են, որի պատճառով կախված են օրգանիզմի մյուս բջիջներից։ Բազմաբջիջ օրգանիզմները ձևավորվում են կլոնավորման ճանապարհով կամ մեկ գոնոցիտից, որը ընդունակ է ձևավորել հասուն օրգանիզմի բոլոր բջիջները։ Բազմաբջիջ օրգանիզմի մասնագիտացած այս բջիջները թույլ են տալիս ռեսուրսներն օգտագործել ավելի արդյունավետ։ 2016 թվականի հունվարին գիտնականները ցույց տվեցին, որ մոտ 800 միլիոն տարի առաջ տեղի ունեցած մեկ աննշան մոլեկուլի՝ GK-PID-ի գենետիկական փոփոխության արդյունքում է, որ միաբջիջ օրգանիզմները կարողացել են էվոլուցվել բազմաբջիջների։

Բջիջները ձևավորել են մի շարք մեխանիզմներ, որով զգում և պատասխանում են միկրոմիջավայրի փոփոխություններին՝ հզորացնելով իրենց հարմարողականությունը։ Բջջում ազդակի փոխանցումը կարգավորում է բջջում տեղի ունեցող գործընթացները և կառավարում բազմաբջիջ օրգանիզմների հիմնական ֆունկցիաները։ Բջիջների միջև ազդակների փոխանցումը կարող է տեղի ունենալ բջիջների ուղղակի կապի միջոցով` ջուքստակրինային ազդանշանման կամ անուղղակի՝ ներզատական համակարգի միջոցով։ Ավելի բարդ օրգանիզմներում կենսագործունեության կոորդինացիան կարող է տեղի ունենալ նյարդային համակարգի միջոցով

Այլմոլորակային կյանք 
Չնայած, որ կյանքը հայտնաբերվել է միայն Երկրի վրա, շատերը մտածում են, որ այլմոլորակային կյանքի գոյությունը ոչ միայն քիչ, այլև շատ հավանական է կամ անհերքելի։ Պարզագույն կյանքի հետքեր գտնելու համար ուսումնասիրվում են Արեգակնային համակարգի մոլորակներն ու արբանյակները և այլ մոլորակային համակարգեր։ SETI֊ի (Արտերկրային բանականության որոնում, անգլերեն՝ Search for extraterrestrial intelligence) նման նախագծերը փորձում են նույնականացնել հնարավոր այլոմոլորակային քաղաքակրթություններից եկող ռադիո ազդանշանները։ Արեգակնային համակարգի մանրէային կյանք պարունակող հնարավոր վայրերից է Մարսի ենթամակերեսը, Վեներայի մթնոլորտի վերին հատվածը և հսկա մոլորակների որոշ արբանյակների ընդհատակյա օվկիանոսները։ Արեգակնային համակարգից դուրս այլ մոլորակային համակարգերի այն հատվածը, որտեղ կարող են լինել Երկրի կյանքին նմանվող ձևեր հայտնի է «բնակելի գոտի» անվանումով։ Այս շրջանների մեծությունը կախված է աստղի պայծառությունից և ժամանակային միջակայքից։ Արեգակից մեծ աստղեր ունեցող համակարգերը ունեն ավելի լայն բնակելի գոտի, բայց գոտու գոյությունը հնարավոր է շատ կարճ ժամանակահատվածի ընթացքում միայն։ Փոքր կարմիր հսկաների դեպքում խնդիրը լրիվ հակառակն է․ ունեն նեղ բնակելի գոտի, որը սակայն ուժեղ մագնիսական ակտիվության ազդեցությունն է կրում։ Սրա ապատճառով միջին չափի աստղեր ունեցող համակարգերը ավելի հավանական է, որ նպաստեն երկրային կյանքին նմանվող ձևերի զարգացմանը։ Աստղի գալակտիկական դիրքը նույնպես կարող է ազդել կյանքի ձևավորման վրա։ Մեծ քանակով ծանր տարրերի խտություն ունեցող շրջանները, որոնք հեռու են գերնոր աստղերի առաջացման հատվածներից ավելի մեծ հավանականություն ունեն կյանքի գոյության համար։ Դրեյքի հավասարման փոփոխականները օգտագործվում են հնարավոր քաղաքակրթություններով մոլորակային համակարգերի պայմանները քննարկելու համար։ Այս հավասարման կիրառումը այլմոլորակային կյանքը կանխատեսելու համար, սակայն, շատ բարդ է, քանի որ շատ փոփոխականների անհայտ լինելու պայմաններում, այն ավելի շատ արտահայտում է այն, ինչ կիրառողը մտածում է։ Սրա պատճառով, համաձայն Դրեյքի հավասարման՝ գալակտիկայի քաղաքակրթությունների քանակը տատանվում է 9,1 x 10−11֊ից մինչև 156 միլիոնի սահմաններում։

Արհեստական կյանք 
Արհեստական կյանքը կյանքի որևէ հատկանիշի վերարտադրումն է համակարգիչների, ռոբոտատեխնիկայի կամ կենսաքիմիայի միջոցով։ Արհեստական կյանքի ուսումնասիրությունը ներառում է ավանդական կենսաբանության կրկնօրինակումը՝ կենսաբանական տարբեր երևույթների միջոցով։ Գիտնականները կենդանի համակարգերի տրամաբանությունը ուսումնասիրում են ստեղծելով արհեստական պայմաններ, ցանկանալով հասկանալ այս համակարգերին բնորոշ տեղեկատվության վերամշակման բարդ գործընթացը։ Քանի որ կյանքը կենդանի է, արհեստական կյանքը սովորաբար համարվում է տվյալների ամբողջություն, որը սահմանափակված է թվային միջավայրով և գոյությամբ։

Սինթետիկ կենսաբանությունը կենսատեխնոլոգիայի նոր բաժին է, որը միավորում է գիտությունն ու կենսաբանական ինժեներիան։ Հիմնական նպատակն է մշակել և կառուցել բնության մեջ անհայտ կենսաբանական ֆունկցիաներ և համակարգեր։ Սինթետիկ կենսաբանությունը վերասահմանում է և ընդլայնում կենսատեխնոլոգիան՝ թույլ տալով մշակել և կառուցել կենսաբանական համակարգեր, որոնք տեղեկատվությունը մշակում են, փոփոխում քիմիական միացությունները, սինթեզում նյութեր և կառույցներ, արտադրում էներգիա, ապահովում սնունդ և պահպանում ու բարելավում մարդու առողջությունն ու միջավայրը։

Մահ 

Մահը օրգանիզմի կամ բջջի բոլոր կենսական պրոցեսների ավարտն է։ Այն կարող է տեղի ունենալ պատահականության, բժշկական պատճառների, կենսաբանական փոխհարաբերության, թերսնուցման, թունավորման, ծերացման կամ ինքնասպանության արդյունքում։ Մահից հետո օրգանիզմի մնացորդները վերստին թափանցում են կենսաերկրաբանական ցիկլի մեջ։ Օրգանիզմները կարող են սնունդ ծառայել գիշատիչների և բուսակերների համար, որոնց մնացորդներն էլ հետագայում քայքայվում են դետրիտոֆագերի միջոցով և վերադառնում միջավայր՝ սննդային շղթա։

Մահը սահմանելու խնդիրներից մեկն այն է, որ այն դժվար է տարբերակել կյանքից։ Մահը կամ վերաբերում է այն պահին, երբ կյանքն ավարտվում է, կամ այն վիճակին, որը հաջորդում է կյանքին։ Բացի այդ, մահվան վրա հասնելը որոշելը դժվար է, քանի որ կենսական ֆունկցիաները տարբեր օրգան համակարգերում դադարում են ոչ միաժամանակ։ Սա որոշելու համար անհրաժեշտ է հստակ սահմանազատել կյանքը մահից, որը խնդրահարույց է, քանի որ կախված է կյանքի սահմանումից։ Հազարամյակների ընթացքում մահվան բնույթը եղել է աշխարհի կրոնների և փիլիսոփայությունների կենտրոնում։ Շատ կրոններ հավատում են կամ մահից հետո կյանքին, կամ հոգու ռեինկարնացիային, կամ մարմնի հետագա հարությանը։

Անհետացում 
Տեսակների անհետացումը մի գործընթաց է, որի հետևանքով ոչնչանում է որոշակի տաքսոնը կամ տեսակը՝ նվազեցնելով կենսաբազմազանությունը։ Անհետացման պահը համարվում է այդ տեսակի վերջին առանձնյակների մահը։ Քանի որ տեսակների տարածվածությունը կարող է շատ մեծ լինել, անհետացման պահի որոշումը կարող է դժվար լինել։ Տեսակները ոչնչանում են, երբ այլևս չեն կարողանում դիմակայել միջավայրի փոփոխվող պայմաններին կամ մրցակցությանը։ Երկրի պատմության ընթացքում գոյություն ունեցած տեսակների 99%-ը անհետացել են, բայց զանգվածային ոչնչացումը թույլ է տվել օրգանիզմների նոր խմբերի բազմազանեցմանը։

Բրածո մնացորդներ 
Բրածո մնացորդները կենդանիների, բույսերի կամ այլ օրգանիզմների անցյալից մնացած հետքերն են։ Բրածո մնացորդները պահպանվում են բրածո մնացորդներ պարունակող ապարներում կամ նստվածքային ապարներում։ Նմուշն անվանում են բրածո մնացորդ, եթե այն ունի 10000 տարուց ավելի հնություն։ Այսպիսով ամենաերիտասարդ բրածո մնացորդը Հոլոցենի դարաշրջանից է, ամենահինը՝ Արքեյան դարաշրջանից (3,4 միլիարդ տարի)։

Տես նաև 

 Կենսաբանություն, գիտություն կյանքի մասին
 Աստղակենսաբանություն
 Էվոլյուցիա

Գրականություն
 Kauffman, Stuart. The Adjacent Possible: A Talk with Stuart Kauffman
 Seeding the Universe With Life Legacy Books, Washington D. C., 2000, 
 Walker, Martin G. http://rationalphilosophy.net/index.php/the-book  Dog Ear Publishing, 2006,

Նշումներ

Ծանոթագրություններ 

Կենսաբանություն
Կյանք
Հիմնական թեմատիկ հոդվածներ