生物

生物（organism）又稱生物體（living organism）、有機體、機體，是指任何以「單一實體」運作的有機生命系統，或在自然界中具有生命能表現生命現象（代謝、生長、發育、感應、運動、生殖）的個體。在生物學和生態學中，地球上約有870萬種物種（±130萬），其中750萬種物種在陸地上，220萬種則生活在水中。

生物區別於無生物，最重要和基本的特徵在生物會進行新陳代謝及遺傳兩點，所有生物一定會具備合成代謝以及分解代謝（兩個是完全相反的兩個生理反應過程），並且可以將遺傳物質複製，通過自我分裂生殖（無性生殖）或有性生殖，交由下一代繁殖下去以避免滅絕，這是類生命現象的基礎。

雖然知道生物源自於演化，但生命的起源和確切演化史仍有許多待解決的細節。生物學分類在近代受到分子生物學的挑戰。一般而言，我們將生物分為三個域：細菌、古菌、以及真核生物。類似麻煩的還有病毒與內共生細菌等的分類。

真核生物的特徵是有細胞核以及其他膜狀細胞器（例如動物和植物體內的粒線體也可以說是植物動物體的發電廠，因為他可以釋放出很多的能量，以及植物及藻類中的葉綠素），一種假說是葉綠體和線粒體是由內共生細菌（endosymbiotic bacteria）演化而來。多細胞生物 則指包含多於一個細胞的生物，在地質學上直到五億年前才出現大爆發。

## 共同特徵

代謝和遺傳是最大兩點，但在複雜生命中需要更多屬性來定義，只是這些屬性並非普遍存在，詳見下。例如病毒就是相當特殊的生命表現形式。

生物的共有屬性主要有七個，一般我們會包含：

- 新陳代謝（化學物質的生成與分解並排出體內廢物）
- 生長發育（收集、儲存資源）
- 繁殖（遺傳物質的傳遞，但部分個例不能，比如獅虎）
- 適應（外部物理環境變化下儘量維持內穩態）
- 應激性（但有些生物無法直接對外界反應，但所有生物都會受到環境的影響）
- 運動（所有生物都能移動，但是有一些生物的速度並不直觀）
- 營養（生物體獲取並利用食物物質以支持能量產生、生長、修復及細胞功能維持的生物學過程）

## 化學

生物體是複雜的化學系統，其作用在維持生物體的生存及發展，以及繁衍後代。生物化學主要研究生物體內的化學現象。整個生物體的現象可以決定生物是否可以適合其環境，也決定了其中DNA內的基因是否可以繼續存續。

生物體的代謝及其他許多內部機能都和化學反應有關，特別那些有關大型有機分子的化學。生物體是化學物質形成的複雜系統，藉由和環境的互動，有各式各樣的角色。

生物體是半封閉的化學系統，雖然生物體是生命的單位，但生物體和環境不是完全封閉。生物體會吸收及釋放能量，自養生物利用陽光或其他無機物質來產生可用的能量（一般會以有機物質的形式出現），異營生物則是利用環境中的有機物質中的能量。

有機物質中主要的化學元素是碳，碳原子的特點是有很強的親合力可以和小原子鍵結，也可以和其他的碳原子鍵結，而且因為其體積小，可以同時和多個原子鍵結，因此是有機生物體的基礎。碳可以形成三個原子的簡單分子（二氧化碳），也可以形成有數千個原子，可以儲存資料的長鏈（核酸）。

### 高分子

組成生物的分子可以分為高分子（也稱為生物大分子）及其他較小的分子。這些高分子包括核酸、蛋白質、醣和脂質等。核酸（特別是去氧核糖核酸，DNA）用核苷酸的序列來儲存資訊。四種核苷酸（腺嘌呤、鳥嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶組成的特殊序列決定了生物體的許多特徵。核苷酸的序列可以拆成許多由三個核苷酸組成的遺傳密碼，對應一種特殊的胺基酸。因此DNA的序列對應某一種特殊的蛋白質，而且由於其成份胺基酸的化學性質，蛋白質會依特殊的方式摺疊，而且會執行一特定的機能。

以下是已知蛋白質的機能：

- 酵素，作為代謝反應的催化劑。
- 結構蛋白質，像微管蛋白或膠原蛋白。
- 調節蛋白質，轉錄因子或是調節細胞週期的週期素。
- 作為資訊分子或資訊分子的受體，像某些激素及其受體。
- 防禦蛋白質，包括免疫系統中的抗體，或是毒素（例如曼巴蛇素），或是包括像刀豆氨酸等特殊胺基酸的蛋白質。

雙層的磷脂組成了磷脂雙分子層，是細胞膜的主要結構，包覆在細胞的外面，防止化學物質自由的進出細胞。由於磷脂雙分子層的選擇性滲透，只有特定分子才能通過細胞膜。在一些多細胞的生物中，這可以是儲存能量及在細胞間傳播資料的方法。相較於脂質及蛋白質，醣更容易分解，也更容易轉換為能量，在所有生物體中，醣是最常使用的有機分子能量來源。

## 分類

所有的生物可依生物分類學，分類為分類單元或是支序分類。

分類單元是生物分類階層中的一個群體，從最廣泛的域到最細的物種，其分類階層如下：

- 域
- 界
- 門
- 綱
- 目
- 科
- 屬
- 種

例如Homo sapiens是現代人類（智人）的拉丁二名法學名，所有人屬的生物理論上可以繁殖產生後代，不過若是不同物種的生物，所生下的生物沒有繁殖能力。人屬的生物現在只剩下人類，其他像直立人、尼安德特人等人屬的生物已經在上千年前就絕種了。最後，會依生物的基因及結構特徵，放在三個域中適合的界中（以此例，為動物界）。

所有科學上已知的生物都可依此系統分類，因此同一科的生物在基因上會比同一綱的生物更加接近。

因為病毒不屬於生物，病毒的分類相當有挑戰性。最早病毒會依其宿主分類：動物病毒、植物病毒及噬菌體，後來會依產生的疾病分類，例如呼吸道病毒。現在病毒是依其核酸、衣殼的對稱性及是否有包膜來分類。

## 病毒

病毒由於不能獨立進行繁殖和新陳代謝而通常不被認為是生物。然而，依據美國法典（United States Code）的生物武器和非法使用相關內容中病毒被歸為微生物範疇。由於許多寄生動物和內共生體（endosymbionts）也缺乏獨立生存能力，所以病毒是否算作生物仍然存在爭議。儘管病毒有酶和其他生物特有的分子，它們在寄主細胞外卻無法生存，並且病毒新陳代謝的過程需要寄主遺傳機制的參與。這種寄生現象的起源還不清楚，但有可能產生於寄主。

## 壽命

壽命是生物的基本參數之一。有的生物只能生存一天，有的生物例如一些植物能生存幾千年。燈塔水母是已知的其中一種目前沒有壽命限制的生物。

細胞衰老在決定生物體、細菌、病毒甚至是朊毒體的壽命時很重要。

目前，科學界普遍認為存在於細胞染色體末端的一段特殊的DNA序列——端粒與細胞的壽命有著很大的關係。通常情況下，細胞每分裂一次，端粒就會變短一些。隨著端粒逐漸縮短，最後造成了位於染色體DNA中間段的對細胞生命活動有意義的DNA序列的缺失。由於此時無法繼續進行正常的生理活動，細胞便會進行一種由自身控制的程序性死亡——細胞凋亡。

此外，腫瘤細胞中的端粒結構通常沒有縮短，這也是腫瘤細胞能夠進行無限制分裂的原因之一。

## 演化

在生物學上，共同起源的理論提出地球上所有的生物都起源於一個共同的祖先或祖先的基因庫，可以在所有生物體之間共同的特徵找到共同的祖先的證據。在達爾文的時代，證據完全是基於共同的特性可見的形態相似，例如所有的鳥有翅膀。

## 外部連結

- BBCNews: 27 September 2000, When slime is not so thick Citat: "It means that some of the lowliest creatures in the plant and animal kingdoms, such as slime and amoeba, may not be as primitive as once thought"
- SpaceRef.com, July 29, 1997: Scientists Discover Methane Ice Worms On Gulf Of Mexico Sea Floor
- The Eberly College of Science: Methane Ice Worms discovered on Gulf of Mexico Sea Floor download Publication quality photos
- Artikel, 2000: Methane Ice Worms: Hesiocaeca methanicola. Colonizing Fossil Fuel Reserves
- SpaceRef.com, May 04, 2001: Redefining "Life as We Know it" Hesiocaeca methanicola In 1997, Charles Fisher, professor of biology at Penn State, discovered this remarkable creature living on mounds of methane ice under half a mile of ocean on the floor of the Gulf of Mexico.
- BBCNews, 18 December 2002, 'Space bugs' grown in lab Citat: "Bacillus simplex and Staphylococcus pasteuri...Engyodontium album The strains cultured by Dr Wainwright seemed to be resistant to the effects of UV - one quality required for survival in space"
- BBCNews, 19 June 2003, Ancient organism challenges cell evolution Citat: "It appears that this organelle has been conserved in evolution from prokaryotes to eukaryotes, since it is present in both"
- Leben, Kennzeichen des Lebens
- Interactive Syllabus for General Biology - BI 04, Saint Anselm College, Summer 2003
- Merkmale von Tieren und Lebewesen
- Die Entstehung des Lebens
- Jacob Feldman: Stramenopila
- NCBI Taxonomy entry: root (rich)
- Saint Anselm College: Survey of representatives of the major Kingdoms Citat: "Number of kingdoms has not been resolved...Bacteria present a problem with their diversity...Protista present a problem with their diversity...",
- What is life? - Erwin Schrödinger
- Species 2000 Indexing the world's known species . Species 2000 has the objective of enumerating all known species of plants, animals, fungi and microbes on Earth as the baseline dataset for studies of global biodiversity. It will also provide a simple access point enabling users to link from here to other data systems for all groups of organisms, using direct species-links.
- The largest organism in the world may be a fungus carpeting nearly 10 square kilometers of an Oregon forest, and may be as old as 10500 years.
- The Tree of Life .
- Frequent questions from kids about life and their answers