Konu anlatımı
Biyoloji, canlıları; yapılarını, yaşam olaylarını, birbirleriyle ve çevreleriyle ilişkilerini inceleyen bilim dalıdır. Adı Yunanca bios (yaşam) ve logos (bilim, inceleme) sözcüklerinden gelir. Günümüzde biyoloji yalnızca canlıları tanımakla kalmaz; hastalıkların teşhis ve tedavisinden tarımda verimin artırılmasına, çevre sorunlarının çözümünden yeni ilaç ve besin üretimine kadar pek çok alanda kullanılır.
Bir varlığın canlı olup olmadığını anlamak için canlıların ortak özelliklerine bakılır: hücresel yapı, beslenme, solunum, boşaltım, hareket, uyarılara tepki, metabolizma, homeostazi, uyum, organizasyon, üreme, büyüme ve gelişme. Bu sayfada bu özellikleri tek tek göreceksin. Tek bir özellik canlılığı kanıtlamaya yetmez: kristaller de büyür, rüzgârın sürüklediği yapraklar da hareket eder. Canlılığı bu özelliklerin bir arada bulunması gösterir.
Hücresel yapı ve organizasyon
Bütün canlılar bir ya da daha çok hücreden oluşur; hücre, canlının yapı ve görev birimidir. Bakteri, amip ve öglena gibi tek hücreli canlılarda bütün yaşamsal olaylar tek bir hücrede gerçekleşir. Çok hücreli canlılarda ise benzer yapı ve görevdeki hücreler dokuları, dokular organları, organlar sistemleri, sistemler de organizmayı oluşturur. Bu düzenli yapıya organizasyon denir. Organizasyon hücrenin içinde de görülür: her organel belirli bir görevi yapar ve organeller iş birliği içinde çalışır.
Beslenme, solunum ve boşaltım
Canlılar büyümek, yıpranan yapılarını onarmak ve enerji elde etmek için besine gereksinim duyar. Kendi besinini inorganik maddelerden üretebilen bitkiler gibi canlılara ototrof, besinini hazır olarak dışarıdan alan hayvanlar ve mantarlar gibi canlılara heterotrof denir. Solunum, besinlerdeki kimyasal enerjinin hücrede ATP'ye aktarılmasıdır; pek çok canlı bunu oksijen kullanarak, bazı canlılar oksijen kullanmadan yapar. Metabolizma sonucu oluşan karbon dioksit, azotlu atıklar, fazla su ve tuzlar gibi maddelerin vücuttan uzaklaştırılmasına boşaltım denir.
Metabolizma ve homeostazi
Canlıda gerçekleşen bütün kimyasal tepkimelerin toplamına metabolizma denir. Küçük moleküllerden büyük moleküllerin yapıldığı tepkimeler yapım (anabolizma), büyük moleküllerin küçüklere parçalandığı tepkimeler yıkım (katabolizma) tepkimeleridir ve ikisi birlikte yürür. Homeostazi ise canlının, dış ortam değişse de iç ortamını (vücut sıcaklığı, su ve tuz miktarı, kandaki şeker miktarı gibi) belirli sınırlar içinde tutmasıdır. Sıcak bir günde terleyerek serinlemen ve çok su içtiğinde idrar miktarının artması homeostazi örnekleridir.
Hareket, uyarılara tepki ve uyum
Canlılar ışık, ses, sıcaklık, dokunma ve kimyasal maddeler gibi uyarıları algılar ve bunlara tepki verir: elini sıcak bir yüzeyden çekmen, bitkinin gövdesinin ışığa doğru büyümesi ve küstüm otunun dokunulunca yapraklarını kapatması tepki örnekleridir. Hareket bütün canlılarda görülür, ama her canlı yer değiştirmez; bitkiler bir yere bağlı yaşasa da organlarını hareket ettirir ve hücrelerinde sitoplazma sürekli akar. Uyum ise canlının yaşadığı ortamda hayatta kalma ve üreme şansını artıran kalıtsal özelliklere sahip olmasıdır; kutup ayısının kalın kürkü ve kaktüslerin dikene dönüşmüş yaprakları uyum örnekleridir.
Üreme, büyüme ve gelişme
Canlılar kendilerine benzer yeni bireyler oluşturur. Üreme bireyin yaşaması için zorunlu değildir ama türün devamı için gereklidir; kısır bir katır da canlıdır. Üreme tek bir atayla (eşeysiz) ya da genellikle iki atadan gelen üreme hücrelerinin birleşmesiyle (eşeyli) gerçekleşir. Büyüme, hücre sayısının ya da hücre hacminin artmasıyla canlının kütlesinin ve boyutlarının artmasıdır. Gelişme ise yapı ve görevlerde meydana gelen değişimlerdir: döllenmiş yumurtadan çok hücreli bir bireyin oluşması ve iribaşın kurbağaya dönüşmesi gelişme örnekleridir.
Virüsler canlı mı?
Virüsler hücre yapısında değildir; bir protein kılıf ve içindeki DNA ya da RNA'dan oluşur. Hücre dışında beslenmez, solunum yapmaz ve metabolizma göstermezler; ancak canlı bir hücreye girdiklerinde o hücrenin ribozomlarını, enerjisini ve yapı malzemelerini kullanarak çoğalırlar. Kalıtım materyali taşımaları, çoğalmaları ve kalıtım materyallerinin değişebilmesi onları canlılara; kristal hâline getirilebilmeleri ve hücre dışında metabolizmalarının olmaması cansızlara benzetir. Bu yüzden virüsler canlılar ile cansızlar arasında kabul edilir ve sınıflandırma kategorilerine alınmaz.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Aşağıdaki olayların her biri canlıların hangi ortak özelliğine örnektir? I. Koşan bir öğrencinin terlemesi II. Saksıdaki bir bitkinin gövdesinin pencereye doğru büyümesi III. Kaktüs yapraklarının dikene dönüşmüş olması IV. Kurbağa yumurtasından önce iribaş, sonra ergin kurbağa oluşması
Çözüm. Terleme vücut sıcaklığının belirli sınırlar içinde tutulmasını sağlar; homeostazi örneğidir. Gövdenin pencereye doğru büyümesi, ışık uyarısına verilen bir tepkidir. Kaktüs yapraklarının dikene dönüşmesi su kaybını azaltır ve kurak ortamda yaşamayı kolaylaştıran kalıtsal bir özelliktir; uyum örneğidir. Yumurtadan iribaş, iribaştan kurbağa oluşması yapı ve görevlerin değişmesi, yani gelişmedir.
Örnek 2. I. Hücresel yapı II. Oksijenli solunum III. Yer değiştirme hareketi IV. Metabolizma. Bunlardan hangileri bütün canlılar için ortaktır?
Çözüm. Hücresel yapı ve metabolizma bütün canlılarda vardır. Oksijenli solunum ortak değildir; bazı bakteriler oksijen kullanmadan enerji elde eder. Ortak olan solunumun kendisidir, yöntemi canlıdan canlıya değişir. Yer değiştirme de ortak değildir; bitkiler ve mercanlar bir yere bağlı yaşar. Bununla birlikte her canlıda hücre içinde sitoplazma akışı gibi bir tür hareket görülür. Doğru cevap I ve IV'tür.
Örnek 3. Bir virüs, bir bakteri hücresine girip onun içinde çoğalıyor. Virüsün hangi özellikleri onu canlılara, hangileri cansızlara benzetir?
Çözüm. Virüs kalıtım materyali (DNA ya da RNA) taşır, girdiği hücrede kendisine benzer yeni virüsler oluşturur ve kalıtım materyali değişebilir; bu özellikler canlılara benzer. Buna karşılık hücre yapısı yoktur, bakterinin dışında beslenmez, solunum yapmaz, metabolizma göstermez ve kristal hâline getirilebilir; bu özellikler cansızlara benzer. Çoğalmak için bakterinin ribozomlarını ve enerjisini kullanmak zorundadır.
Örnek 4. Doymuş tuz çözeltisinde büyüyen bir tuz kristali ile büyüyen bir fasulye fidesi arasındaki fark nedir?
Çözüm. Tuz kristali, çözeltideki aynı cins tanecikler yüzeyine eklendikçe dıştan büyür; beslenme, solunum ya da metabolizma yoktur. Fasulye fidesi ise topraktan su ve mineral, havadan karbon dioksit alır, bunları besine dönüştürür ve metabolizmasıyla kendi yapısına katar. Hücreleri bölünerek çoğalır ve büyür; aynı zamanda kök, gövde ve yaprakları gelişir. Yalnızca büyüme gözlemi canlılığın kanıtı değildir.
Sık yapılan hatalar
- Hareketi yalnızca yer değiştirme sanmak; bitkiler de hareket eder ama yer değiştirmez.
- Oksijenli solunumu bütün canlıların ortak özelliği saymak; ortak olan solunumun kendisidir.
- Tek bir özelliği, örneğin büyümeyi ya da hareketi, canlılığın kanıtı saymak.
- Kısır bir canlının canlı olmadığını düşünmek; üreme türün devamı için gereklidir, bireyin yaşaması için değil.
- Virüsleri çok küçük bakteriler sanmak; bakteriler hücrelidir, virüsler değildir.
- Ortak özellikler: hücresel yapı, beslenme, solunum, boşaltım, hareket, uyarılara tepki, metabolizma, homeostazi, uyum, organizasyon, üreme, büyüme ve gelişme.
- Metabolizma = yapım (anabolizma) + yıkım (katabolizma).
- Homeostazi, dış ortam değişse de iç ortamın dengede tutulmasıdır.
- Büyüme miktarın, gelişme yapı ve görevin değişmesidir.
- Virüsler hücresizdir, yalnızca canlı hücrede çoğalır ve canlı ile cansız arasında kabul edilir.