Đời sống (tiếng Anh: life hoặc living state) trong sinh học và triết học tự nhiên là phương thức tồn tại đặc thù của các hệ thống vật chất sống có cấu trúc tổ chức cao, đặc trưng bởi khả năng trao đổi chất, tự duy trì cân bằng nội môi, sinh sản, cảm ứng và tiến hóa thích nghi với sinh cảnh xung quanh.
Ở phạm vi rộng hơn, đời sống con người còn bao hàm các khía cạnh tâm lý, quan hệ xã hội, văn hóa tinh thần và mức độ thụ hưởng điều kiện vật chất trong tiến trình phát triển của nền văn minh.
Tiêu chí khoa học xác định thực thể sống
Trong sinh học phân tử và sinh học vũ trụ, việc phân định ranh giới giữa vật chất sống và thế giới vô sinh là chủ đề nghiên cứu nền tảng. Năm 2002, Cleland và Chyba đã công bố nghiên cứu chuyên sâu về các tiêu chí định nghĩa sự sống trên tạp chí Origins of Life and Evolution of the Biosphere. Các tác giả đã hệ thống hóa định nghĩa làm việc nổi tiếng của cơ quan hàng không vũ trụ NASA: sự sống là một hệ thống hóa học tự duy trì có khả năng trải qua quá trình tiến hóa Darwin.
Các dấu hiệu đặc trưng cốt lõi của một hệ thống sinh học sống bao gồm:
- Tổ chức tế bào: Mọi cơ thể sống từ vi sinh vật đơn bào đến động thực vật đa bào đều cấu tạo từ tế bào – đơn vị chức năng cơ bản của sự sống.
- Trao đổi chất và chuyển hóa năng lượng: Khả năng hấp thu dưỡng chất, biến đổi hóa học để giải phóng năng lượng và tổng hợp các đại phân tử sinh học.
- Duy trì cân bằng nội môi: Khả năng tự điều hòa môi trường hóa lý bên trong cơ thể ổn định trước những biến động của ngoại cảnh.
- Sinh sản và di truyền: Truyền đạt thông tin di truyền qua các thế hệ thông qua vật chất mang gen là axit nucleic.
- Phản ứng trước kích thích: Tiếp nhận và đáp ứng linh hoạt với các tín hiệu lý hóa từ môi trường xung quanh.
| Thực thể so sánh | Trao đổi chất độc lập | Cấu trúc tế bào | Khả năng tự sinh sản | Tiến hóa di truyền |
|---|---|---|---|---|
| Vi khuẩn và cổ khuẩn | Độc lập | Tế bào nhân sơ | Tự nhân đôi | Có chọn lọc tự nhiên |
| Virus | Không có chuyển hóa riêng | Dạng hạt vô bào | Phụ thuộc tế bào chủ | Đột biến và tiến hóa nhanh |
| Sinh vật nhân thực | Phức tạp, đa dạng | Tế bào nhân thực | Hữu tính và vô tính | Tiến hóa đa dạng sinh học |
Cơ chế sinh lý và chuyển hóa năng lượng tế bào
Chuyển hóa năng lượng là điều kiện tiên quyết để duy trì mọi hoạt động chức năng của đời sống sinh học. Phân tử adenosine triphosphate (ATP) đóng vai trò là hợp chất dự trữ và vận chuyển năng lượng chủ yếu trong tế bào sống.
Quá trình dị hóa đường glucose qua chuỗi hô hấp hiếu khí để tạo ra năng lượng sinh học được khái quát hóa theo phương trình:
Năm 1961, nhà hóa sinh Peter Mitchell đã công bố trên tạp chí Nature công trình đột phá về giả thuyết hóa thẩm. Mitchell chứng minh rằng sự chênh lệch thế điện hóa proton qua màng trong ty thể là động lực thúc đẩy enzyme ATP synthase tổng hợp ATP, giải thích bản chất vật lý của sự duy trì dòng năng lượng trong các tế bào sống.
Bên cạnh đó, các phản ứng hóa sinh duy trì đời sống được xúc tác bởi hệ thống enzyme chuyên biệt. Năm 2011, Johnson và Goody đã dịch thuật và tái phân tích công trình kinh điển công bố năm 1913 của Michaelis và Menten trên tạp chí Biochemistry, làm sáng tỏ hằng số động học enzyme biểu thị tốc độ phản ứng sinh học:
Trong công thức trên, đại diện cho tốc độ phản ứng tức thời, là nồng độ cơ chất tham gia phản ứng, là vận tốc phản ứng cực đại khi enzyme đạt trạng thái bão hòa cơ chất, và là hằng số Michaelis phản ánh ái lực liên kết giữa enzyme và cơ chất sinh học.
Các cấp độ tổ chức của đời sống tự nhiên
Đời sống trong tự nhiên vận hành theo nguyên lý thứ bậc tích hợp, trong đó mỗi cấp độ tổ chức cao hơn lại xuất hiện những đặc tính nổi trội mà cấp độ thấp hơn không có:
- Cấp độ phân tử và dưới tế bào: DNA, RNA, protein, màng lipid và các bào quan thực hiện các chức năng sống cơ bản.
- Cấp độ tế bào và mô: Sự tập hợp và biệt hóa tế bào tạo thành các mô chuyên biệt như mô cơ, mô thần kinh, mô biểu bì.
- Cấp độ cơ quan và cá thể: Các cơ quan phối hợp thành hệ cơ quan điều hòa thống nhất hoạt động sống của một cá thể độc lập.
- Cấp độ quần thể và quần xã: Mạng lưới tương tác sinh thái giữa các cá thể cùng loài và khác loài trong chuỗi thức ăn.
- Cấp độ sinh quyển: Toàn bộ hệ thống sinh vật sống trên Trái Đất cùng tương tác với thạch quyển, thủy quyển và khí quyển.
Đời sống xã hội và chất lượng cuộc sống con người
Đối với loài người, khái niệm đời sống vượt ra ngoài phạm vi sinh học thuần túy để gắn liền với đời sống xã hội, ý thức đạo đức và đời sống tinh thần. Việc nâng cao chất lượng cuộc sống không chỉ dừng lại ở việc đáp ứng các nhu cầu sinh tồn vật chất như dinh dưỡng, nhà ở và chăm sóc y tế, mà còn đòi hỏi bảo đảm cơ hội tiếp cận giáo dục, quyền tự do sáng tạo văn hóa và sự hòa hợp cộng đồng bền vững.