Một trong những hiện tượng kỳ diệu nhất của vũ trụ, có lẽ, chính là đời sống muôn loài. Như thế, đời sống là gì? Câu hỏi nầy người ta không thể có một câu trả lời dứt khoát. Dĩ nhiên, chúng ta biết rằng có một số vật đang sinh động, và một số khác thì không. Thí dụ như; Con người, con sư tử, con cá, những cây cối đang mọc trong vườn, và khóm hoa hồng chắc chắn là những sinh vật đang sống động. Còn như những viên đá, và những đồ vật do người tạo ra như chiếc bàn, hay những vật dụng được làm bằng chất gỗ hoặc kim loại đều là những vật chất không sống động.

Ngoài ra, còn có nhiều vật trong hoàn vũ, không dễ được xếp loại. Thí dụ; nếu chúng ta bỏ ổ bánh mì và thanh sắt ra ngoài không khí trong một thời gian nào đó, chúng ta nhận thấy ổ bánh mì sẽ lên men, và thanh sắt sẽ bị rỉ sét. Do đó, chúng ta có thể hỏi rằng sự việc lên men và rỉ sét là những tình trạng sống động hay không sống động? Theo cách bình thường, Chúng ta không thể nói chúng là sống động, bởi vì chúng không sống “như con người hay cây cối,” hoặc chúng không sống động bởi vì chúng có tính chất “như những viên đá hay những vật dụng do người tạo ra”.

Nếu chúng ta biết được chính xác những gì, bên trong của sự phân biệt giữa những vật sống động và không sống động; chúng ta mới có thể xếp loại sự lên móc và rỉ sét có tính sống động (sinh vật) hay không sống động (vô sinh vật). Thật ra, chúng ta có nhiều vô số những sự khác biệt như thế. Do đó, theo các nhà khoa học, sau đây là những yếu tố căn bản đóng một vai trò quan trọng trong việc tìm hiểu căn nguyên đời sống sinh vật.

1- NHỮNG ĐẶC TÍNH CỦA SỰ SỐNG:

1.1- Nguyên Sinh Chất (Protoplasm):

Trên thực tế, một đặc tính quan trọng của tất cả những sinh vật là được cấu tạo, phần lớn, bởi bản chất phức tạp được gọi là “nguyên sinh chất” (protoplasm), mà chất nầy được sắp xếp vào trong những đơn vị tế bào (cells). Do đó, Việc nghiên cứu về nguyên sinh chất (protoplasm) tức là nghiên cứu về sự sống. Tất cả những hoạt động của những sinh vật đều nằm ở trong bản chất nầy. Tuy nhiên, những sinh vật có mầm độc hại được gọi là viruses không có nguyên sinh chất (protoplasm) và sự cấu tạo tế bào (cellular structure), nhưng chúng vẫn được xếp loại như những sinh vật sống động.

1.2- Tính Cảm ứng, hay Dễ Bị Kích Thích (Irritability):

Đặc tính thứ nhì của những sinh vật (living things) là thể hiện tính cảm ứng hay dễ bị kích thích (irritability). Việc này có nghĩa là chúng phản ứng lại với những thay đổi trong môi trường sống.

Chúng ta giả sử rằng một hạt cát, và một hạt giống được chôn nằm cạnh bên nhau ở dưới mặt đất. Hạt cát có thể nằm lại nơi đó vô định, hay nó có thể được mang lên trên mặt đất bởi một động vật nào đó, như con trùn đất chẳng hạn. Có lẽ, nó có thể được phơi trong hơi nóng, hơi ẩm, hay lạnh, nhưng nó vẫn giữ nguyên là một hạt cát.

Còn hạt giống thì sao? Nó cũng có thể nằm trơ ra với thời gian. Nhưng giả sử, môi trường của nó bắt đầu thay đổi. Giả dụ như đất được nung ấm bởi sức nóng mặt trời, và được gây ẩm bởi nước mưa, hay nước từ băng tuyết. Từ đó, hạt giống sẽ có phản ứng: Nó sẽ bắt đầu nảy mầm. Sau đó, thân mầm của nó sẽ đẩy mạnh vương lên khỏi mặt đất. Trong tiến trình thời gian, thân mầm nhỏ bé sẽ trở nên một cây cao lớn. Không giống như hạt cát, hạt giống đã thể hiện tính cảm ứng, dễ bị kích thích (irritability): Nó đã phản ứng lại với những thay đổi của môi trường sống của nó.

Tính cảm ứng (irritability) được thể hiện trong sự chuyển động. Dĩ nhiên, đối với những sinh vật, sự chuyển động này không thể bị hạn chế. Giả sử trong một con sông, sự di chuyển của nước là do những ngoại lực tác động. Ngoại lực ở đây là trọng lực (gravity). Nó tác động gây cho nước chảy từ một mức độ cao xuống một mức độ thấp hơn. Do đó, những ngoại lực cũng gây ra sự chuyển động trong những sinh vật. Một thí dụ khác, khi một người nhảy dù nhảy ra khỏi chiếc máy bay, một trọng lực (gravity) sẽ tác động chống vào người nhảy dù; giống như trọng lực sẽ tác động chống vào nước, khiến cho nước chảy trong một con sông.

Qua thí dụ trên, để chúng ta hiểu rằng sự chuyển động là sự biểu hiện của tính chất cảm ứng, hay dễ bị kích thích (irritability). Tương tự như thế, do phản ứng với ngoại lực của ánh sáng mặt trời, sự chuyển động bên trong hạt giống sẽ tạo nên sự căng phồng của phôi mầm, rồi vượt lên khỏi mặt đất để tăng trưởng; hay việc khép kín của một số loài hoa khi phản ứng với bóng tối.

Những sinh vật (living things) phản ứng với những kích thích bên trong của nó, cũng như với những ngoại lực từ môi trường bên ngoài. Thí dụ; khi một đứa trẻ cấp tốc rút bàn tay của nó sau khi đụng chạm vào một lò lửa nóng. Việc này do bởi xung lực thúc đẩy từ bên trong cơ thể. Xung lực nầy, cùng với những dây thần kinh, được truyền từ vùng bị tổn thương (bàn tay bị nóng) đến trung tâm phản ứng, và từ đây ra lệnh cho bắp thịt cánh tay phải cấp tốc rút bàn tay ra khỏi nơi nguy hiểm.

Những cảm ứng như thế, những vô sinh vật (nonliving things) không thể có được.

1.3- Sự Tăng Trưởng (Growth):

Những sinh vật (living things) có những tính chất khác biệt với những vô sinh vật (nonliving things), vì trong cách thức chúng tăng trưởng. Những vật không sống động, mà có khả năng tăng trưởng, chỉ vì nhờ vào sự vun bồi thêm vào của một số lớn đồng bản chất với chúng. Giống như một con sông nhỏ được tăng trưởng trở thành con sông lớn mạnh, vì nó đã có nhiều dòng suối nhỏ cùng tập trung chảy vào trong nó. Một thí dụ khác như một trụ băng càng lúc càng trở nên to lớn ra, vì nó được kết hợp thêm một số lượng nước, tập trung đóng băng vào nó. Tuy nhiên, nước của con sông lớn mạnh, và của trụ băng to lớn đã không có sự thay đổi nào khác, chỉ vì nó vẫn là nước.

Mặt khác, một sinh vật (living thing), như đứa trẻ, được tăng trưởng bằng việc dùng những đồ ăn thức uống, rồi với những phản ứng hóa học khác nhau trong cơ thể, chính những thực phẩm này được biến thể, và đồng hóa vào việc tăng trưởng thể chất lẩn tinh thần đứa trẻ. Nói một cách khác, đứa trẻ được tăng trưởng với thân hình cao lớn, và có một sức nặng gia tăng, bởi vì nhờ ăn uống một số lượng thực phẩm (như sữa, trứng, thịt, cá, bánh mì, hạt cốc,...). Tuy nhiên, những thực phẩm này (chất vun bồi) đã được biến thể và đồng hóa vào thể chất của đứa trẻ, đến nỗi người ta không thể nào tìm thấy một tí xíu hình thể của thực phẩm trong những bắp thịt trong thân thể của đứa trẻ.

Nói chung, tính tăng trưởng của những sinh vật có khả năng biến thể và đồng hóa những vun bồi (thực phẩm) khác bản chất, để trở thành đồng bản chất thuộc sở hữu của sinh vật.

1.4- Sự Sinh Sản (Reproduction):

Sau cùng, những sinh vật (living things) đều có khả năng để sinh sản giống loại của chúng. Loài người, loài rắn, và những loài côn trùng sâu bọ, tất cả đều có tiến trình từ trẻ nhỏ cho đến trưởng thành lớn già. Những cây lớn sản xuất ra những hạt giống, và trong tiến trình thời gian những hạt giống này trở thành những cây to lớn. Những vô sinh vật (nonliving things) không có những sở năng này.

Ngày xưa, người ta tin rằng một số vật thể vô sinh (nonliving objects) nào đó có thể sinh ra những sinh vật (living things). Những người hiểu biết thường nói rằng những con sâu nhỏ, hay những con chí rận được sinh ra từ những giọt sương ướt lạnh trong những thực vật; rằng những con dòi được sinh ra từ những thức ăn hư thối; rằng những lông ngựa có thể biến thành những con giun; rằng bùn sình của sông Nile sinh ra những con cá. Tuy nhiên, ngày nay, chúng ta biết rằng những con sâu nhỏ, những con dòi, những con giun, và những loại cá, tất cả đều được sinh ra từ những trứng, mà những con cái mẹ đã đẻ ra những trứng này. Nói cách khác, theo như sự hiểu biết hiện nay của chúng ta, sự sống sẽ sinh ra sự sống. Chỉ có những sinh vật (living things) mới có khả năng sinh sôi nảy nở cho chính chủng loại của chúng.

Vì vậy, những sinh vật (living things) có tính khác biệt với những vô sinh vật (nonliving things) bởi vì bốn (4) đặc tính sau đây:

1. Thông thường, chúng có mang bản chất của nguyên sinh chất (protoplasm).

2. Chúng thể hiện tính cảm ứng, dễ bị kích thích (irritability).

3. Chúng có khả năng tăng trưởng (growth).

4. Chúng có khả năng sinh sản chủng loại của chúng (reproduction).

Do đó, bằng việc ứng dụng trắc nghiệm bốn (4) đặc tính nêu trên, chúng ta có thể xác định rằng chất mốc hay vết rỉ sét là sinh động hay vô sinh.

Chất mốc có 1)chứa nguyên sinh chất (protoplasm); 2)thể hiện tính cảm ứng bị kích thích (irritability); 3)có khả năng đồng hóa thực phẩm và tăng trưởng (growth); và 4)có khả năng sinh sôi nảy nở đồng loại. Vì vậy chất mốc ở vào thể sinh động (living). Trái lại, vết rỉ sét trên thanh sắt không thể hiện được bất cứ bốn đặc tính nêu trên; cho nên, vết rỉ sét trên thanh sắt là một vô sinh (nonliving).

2- NHỮNG HÌNH THỨC CỦA SỰ SỐNG:

Nói chung, chúng ta có thể thành lập rõ ràng về những đặc tính chung của những sinh vật. Tuy nhiên, có một số hình thức sống đặc biệt, mà chúng không có những đặc tính chung này. Chúng là những Viruses, và Sub-Viruses. Viruses là những sinh vật rất rất nhỏ hơn vi khuẩn (bacteria); kính hiển vi thông thường không thể nhìn thấy, mà các nhà khoa học phải dùng đến kỹ thuật tinh vi của kính hiển vi điện tử đặc biệt mới nhận thấy chúng. Chúng xâm nhập vào những tế bào sống của những sinh vật, để sinh sản, và hủy diệt các tế bào này. Chúng gây ra bệnh cho tất cả những loại vi khuẩn (bacteria), thực vật cao lớn, động vật, và con người.

Ngoài những Viruses và Sub-viruses, hình thức sống còn có thêm hai loài như: thực vật, và động vật (con người được kể như một động vật). Có lẽ, sự phân biệt rõ ràng giữa thực vật và động vật do nguyên nhân sau đây: Loài động vật được di chuyển một cách tự do, và tự ý bởi vì chúng có riêng những hệ thống thần kinh, và cơ bắp. Trong lúc, đại đa số thực vật, kể cả những hình thức cao lớn của thực vật, chỉ cố định ở một nơi, không di động.

Tuy nhiên, có một ngoại lệ, đối với nhiều thực vật có một tế bào sống, rất nhỏ phải dùng kính hiển vi mới nhận thấy chúng, như loại “Tảo cát” (Diatoms) có lối sống tự do trong nước biển hay nước trong sạch. Mặt khác, những động vật rất nhỏ sống dưới biển như: San hô (true corals), hay những tảng san hô to lớn (madrepores) thường tạo thành cụm dính vào những tảng đá, hay đá ngầm dưới biển. Động vật cá biệt này sống như thế suốt cuộc đời. Sau khi chết, bộ xương của san hô còn giữ lại, được dính vào những tảng đá ngầm, và qua nhiều thế hệ, nhiều bộ xương san hô chồng chất với nhau để tạo thành những tảng đá san hô lớn ở dưới biển.

Hơn nữa, loài động vật còn khác biệt với loài thực vật, trong sự cấu tạo võ ngoài của những tế bào. Hầu hết, loài thực vật được tạo bởi khung sườn tế bào không đàn hồi, và cứng nhắc của chất Cellulose. Cellulose là chất Carbohydrate (một hợp chất hóa học gồm có carbon, hydrogen, và oxygen). Chất này không tìm thấy trong loài động vật (nhưng ngoại lệ với nhóm động vật như: sea squirts, hay tunicates). Ở loài động vật, những thành tế bào bên ngoài được gọi là những lớp da mỏng, có tính chất mềm dẻo hơn, và đàn hồi hơn, và được cấu tạo chính bởi những chất đạm (protein substances).

Sau cùng, loài động vật không có những thực phẩm trong cùng cách mà thực vật có. Hầu hết, loài thực vật tự chế tạo ra thực phẩm riêng của chúng, qua tiến trình của sự quang hợp (photosynthesis), bởi vì thực vật có riêng chất sắc tố màu xanh được gọi là Diệp Lục Tố (Chlorophyll). Khi ánh sáng mặt trời tác dụng với diệp lục tố, thực vật sinh ra glucose. Glucose này kết hợp với những chất khác bên trong thực vật để tạo ra những sản phẩm khác như: đường, tinh bột, chất béo và chất đạm (proteins). Một phần của những sản phẩm này được dùng để tự nuôi dưỡng thực vật, phần còn lại được lưu giữ bên trong thực vật; như là thực phẩm sẵn sàng cho các động vật. Tuy nhiên, rất hiếm, có vài loại thực vật đặc biệt cũng ăn tươi nuốt sống những động vật. Thí dụ; The Venus's-flytrap, một loại thảo mộc sinh trưởng trong những vũng lầy và pitcher plant có lá hình chén.

Trái lại, bản chất của loài động vật không chế tạo ra thực phẩm riêng của chúng. Chúng thu nhận và ăn những sinh vật như: thực vật hay động vật hoặc cả hai. Qua một tiến trình phản ứng hóa học trong bộ máy tiêu hóa của chúng, những thực phẩm này được biến thể từ những vật chất phức tạp trở thành những chất hóa học bình thường dễ tiêu hóa hơn.

Theo các nhà khoa học, môn sinh vật học (biology) nghiên cứu về những sinh vật (living things), được chia làm hai ngành như: 1-động vật học (zoology) nghiên cứu về các loại thú vật; và 2-thực vật học (botany) nghiên cứu về các loại thảo mộc.

Tuy nhiên, có ít nhóm sinh vật đặc biệt không dứt khoát nằm trong sự phân loại này. Thí dụ, những sinh vật rất nhỏ màu xanh lục được gọi là Euglena, vừa giống như thực vật, vì nó có chứa diệp lục tố (chlorophyll), và có thể tự chế tạo ra thực phẩm riêng cho nó, bằng cách hữu dụng hóa tiềm năng bức xạ mặt trời; đồng thời, nó còn có miệng, thực quản để nuốt và tiêu hóa những thực phẩm như thú vật. Một thí dụ khác của nhiều loại khuẩn xoắn vòng (spirochetes), loại sinh vật rất nhỏ, bơi lội trong nước, có thể gây bệnh, và có đời sống nằm giữa hai loại thực vật và động vật.

Do đó, một số nhà khoa học đã đề nghị rằng những sinh vật có một tế bào đơn độc như thế nên xếp riêng biệt vào nhóm “Sinh vật nguyên sinh” (Protista).


3- TẾ BÀO (The Cell), Một Đơn Vị Căn Bản Của Đời Sống:

Tất cả những sinh vật, dù là động vật hay thực vật, đều giống nhau ở một sự việc chung về tế bào. Bởi vì, đơn vị căn bản của chúng là tế bào. Tế bào được cấu tạo chính yếu bởi chất có tính sống động, được gọi là “Nguyên sinh chất” (Protoplasm), nằm ở bên trong hạch tâm (nucleus) của tế bào.

Nguyên sinh chất (Protoplasm) này ở hình thái chất lỏng có độ đặc và dính như hồ. Nó chứa khoảng ba mươi (30) nguyên tố hóa học khác nhau như: oxygen, carbon, hydrogen, nitrogen, phosphorus, potassium, sulfur, chlorine, sodium, calcium, magnesium, copper, iron,... Những nguyên tố hóa học này được phối hợp trong những cách khác nhau, để hình thành nhiều hợp chất hóa học phức tạp hơn như: chất đạm (proteins), chất béo (fats), carbohydrates, và những chất nhất định khác,... Chất protein và nước có nhiều nhất trong nguyên sinh chất (nước chiếm khoảng 60 -90%). Những chất như: kích thích tố (hormones), sinh tố (vitamins), enzymes, giúp tạo nên những phản ứng hóa học trong vòng nguyên sinh chất (protoplasm).

Thông thường, tế bào có chứa hai mẫu hợp chất hóa học tự nhiên: DNA (Deoxyribo-Nucleic Acid), và RNA (Ribo-Nucleix Acid).

DNA nằm ở bên trong hạch tâm (nucleus) của tế bào. DNA có tính di truyền; với bản chất sao chép lại tất cả những tin tức về sự cấu tạo, và chức năng của những tế bào từ những thế hệ trước, và truyền lại cho những thế hệ tương lai. Từ đó, những tế bào mới sinh luôn luôn có bản chất, và chức năng giống như những tế bào củ.

Ngoài ra, RNA nằm ở bên ngoài hạch tâm (nucleus) của tế bào. RNA có nhiệm vụ sứ giả liên lạc giữa DNA và những nơi bào chế chất đạm Ribosom.

Hầu hết, những tế bào có thể nhận thấy dưới kính hiển vi thông thường, nhưng một ít tế bào có thể được nhận ra dưới mắt thường của chúng ta. Giữa những tế bào lớn nhất là những tế bào trứng của các loài cá và chim (một phần của trứng được biết là lòng đỏ trứng). Những tế bào có nhiều hình dạng khác biệt như; hình tròn, bầu dục, bằng phẳng, thon dài ra, hình ống sậy, hình trụ. Tế bào có những việc làm và nhiều cấu tạo phức tạp khác nhau.

4- TẾ BÀO, MÔ TẦNG, CƠ QUAN, HỆ THỐNG:

4.1-Tế Bào (Cells):

Thông thường, những sinh vật cấu tạo bởi nhiều tế bào. Tuy nhiên, rất hiếm, có một số sinh vật được cấu tạo do một tế bào độc nhất, và có chức năng cho toàn sự sống. Cho nên, sinh vật có một tế bào không thể sống còn khi tế bào này bi hủy diệt. Trái lại, đối với những sinh vật có nhiều tế bào, tình trạng tàn phá một số tế bào khả quan của chúng cũng không thể ảnh hưởng đến toàn thể sinh mạng của những sinh vật này.

4.2- Mô Tầng (Tissues):

Trong những sinh vật có nhiều tế bào, những tế bào cùng nhau nhóm hợp lại để tạo thành những mô tầng (Tissues), có cùng chung chức năng nhất định. Thí dụ như: Lớp vỏ bên ngoài thân cây và những rễ của những cây lớn đều là những mô tầng, chúng có nhiệm vụ bảo vệ giúp phần bên trong của thân cây tránh bị tổn thương, và mô tầng rễ có nhiệm vụ ngăn ngừa sự mất nước quá độ của cây.

4.3- Cơ Quan (Organs):

Nhiều mô tầng kết hợp lại thành những cơ quan (organs). Mỗi cơ quan là thành phần quan trọng của sinh vật. Nó có chức năng đơn lẻ, hay một chuỗi những chức năng liên hệ với nhau. Trái tim của một động vật là một cơ quan, có chức năng vận chuyển tuần hoàn máu trong thân thể. Cơ quan của thực vật như phần rễ có nhiệm vụ hấp thụ nước và muối khoáng từ lòng đất, để nuôi dưỡng thân cây; cũng như đóng vai trò của cái neo giữ cho thân cây được đúng vững trên mặt đất.

4.4- Hệ Thống (Systems):

Nhiều cơ quan (organs) kết hợp tạo thành những hệ thống (systems). Thí dụ; hệ thống tiêu hóa (the digestive system) trong con người gồm có miệng, thực quản (esophagus), bao tử, ruột non, ruột già, và trực tràng (rectum). Tất cả những cơ quan này đều đóng góp vào chung một chức năng là hữu dụng hóa thực phẩm được ăn vào. Tương tự như thế, đối với thực vật, hệ thống dinh dưỡng được tạo thành bởi phần rễ, thân cây, cuống và lá cây; chúng có cùng chung nhiệm vụ hấp thụ những vật chất tươi sống, và tự chế tạo ra thực phẩm cho chúng dùng.

Sau cùng, tất cả những hệ thống của động vật hay thực vật được kết hợp để tạo thành bản thể cá nhân của chúng./.

VŨ ĐỨC Âu Vĩnh Hiền.