สิ่งมีชีวิตเป็นหน่วยที่ต้องใช้พลังงาน และพลังงานที่ใช้ต้องเกิดจากปฏิกิริยาเคมีในเซลล์ สิ่งมีชีวิตมีสมบัติทางกายภาพและชีวภาพ ดังนี้ มีการสืบพันธุ์ ต้องการสารอาหารและพลังงาน มีการเจริญเติบโตโดยมีอายุขัยและขนาดจำกัด มีการตอบสนองต่อสิ่งเร้า มีการรักษาดุลยภาพของร่างกาย มีลักษณะจำเพาะ มีการจัดระบบ และมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อม

1. สิ่งมีชีวิตมีการสืบพันธุ์

การสืบพันธุ์ (reproduction) หมายถึง การเพิ่มจำนวนลูกหลานที่มีลักษณะเหมือนเดิมของสิ่งมีชีวิต โดยสิ่งมีชีวิตรุ่นใหม่ที่เกิดขึ้นนี้ จะทดแทนสิ่งมีชีวิตรุ่นเก่าที่ล้มหายตายจากไป ทำให้มีชีวิตเหลือรอดอยู่ในโลกได้ โดยไม่สูญพันธุ์ไป การสืบพันธุ์มี 2 วิธี คือ

        1.1 แบบไม่อาศัยเพศ (asexual reproduction) เป็นการเพิ่มจำนวนลูกหลานที่ไม่ต้องอาศัยเพศเข้ามาเกี่ยวข้อง และไม่มีการผสมกันของเซลล์สืบพันธุ์

                ข้อดี คือ ได้จานวนลูกมากและรวดเร็วและมีพันธุกรรมเหมือนรุ่นพ่อแม่

                ข้อเสีย คือ พันธุกรรมที่เหมือนกับพ่อแม่ไม่ก่อเกิดความหลากหลาย จึงอาจไม่เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลา

        1.2 แบบอาศัยเพศ (sexual reproduction) เป็นการสืบพันธุ์ที่ต้องอาศัยเพศ โดยที่มีการสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ และเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย แล้วผสมกันเกิดเป็นสิ่งมีชีวิตหน่วยใหม่ ซึ่งมีลักษณะเหมือนพ่อและแม่ แต่มีลักษณะบางประการที่แตกต่างออกไป อันเป็นผลจากการผสมกันของเซลล์สืบพันธุ์ ลูกที่เกิดมาจึงมีความหลากหลาย มีทั้งลักษณะที่เหมาะสม และไม่เหมาะสม ลักษณะที่เหมาะสมจะถูกคัดเลือกไว้ในธรรมชาติ ส่วนลักษณะที่ไม่เหมาะสมก็จะถูกกำจัดออกจากธรรมชาติไป

2. สิ่งมีชีวิตต้องการสารอาหาร และพลังงาน

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดต้องการสารอาหารและพลังงาน เพื่อใช้ในกิจกรรมต่างๆ ของตัวสิ่งมีชีวิตเอง กิจกรรมต่างๆ ของสิ่งมีชีวิตจะต้องประกอบด้วย กระบวนการเมแทบอลิซึม (metabolism) ซึ่งเป็นกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นภายในเซลล์ หรือภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิต กระบวนการนี้แบ่งได้เป็น 2 กระบวนการย่อย คือ

        2.1 แคแทบอลิซึม (catabolism) หรือ กระบวนการสลาย เป็นการเปลี่ยนแปลงของสารที่มีโมเลกุลใหญ่ให้เป็นสารที่มีโมเลกุลเล็กลง กระบวนการนี้มักมีพลังงานและความร้อนถูกปลดปล่อยออกมาจากกระบวนการ

        2.2 แอนาบอลิซึม (anabolism) หรือ กระบวนการสร้าง เป็นการเปลี่ยนแปลงของสารโมเลกุลเล็ก ให้เป็นสารที่มีขนาดโมเลกุลใหญ่ขึ้น เป็นผลให้มีการเก็บพลังงานไว้ในสารโมเลกุลใหญ่นั้น กระบวนการเมแทบอลิซึมทั้งสองนี้ ต้องมีเอนไซม์ (enzyme) และพลังงานต่างๆ เข้ามาเกี่ยวข้อง และร่วมกระบวนการเสมอ

3. สิ่งมีชีวิตมีการเจริญเติบโต มีอายุขัยและขนาดจำกัด

การเจริญเติบโตจะประกอบด้วยกระบวนการต่างๆ 4 กระบวนการ คือ

        3.1 การเพิ่มจำนวนเซลล์ (cell multiplication) ในสิ่งมีชีวิตที่เป็นเซลล์เดียว เมื่อมีการแบ่งเซลล์เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ ก็จะทำให้เกิดการสืบพันธุ์แบบไม่อาศัยเพศขึ้น ส่วนในพวกสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ เมื่อเกิดปฏิสนธิแล้วเซลล์ที่ได้ก็คือ ไซโกต ซึ่งจะมีการแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส เพื่อเพิ่มจำนวนเซลล์ให้มากขึ้น

        3.2 การเจริญเติบโต (growth) ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียว การเพิ่มของโพรโทพลาซึมก็จัดว่าเป็นการเจริญเติบโต เมื่อเซลล์ของสิ่งมีชีวิตแบ่งเซลล์ ในตอนแรกเซลล์ใหม่ที่ได้จะมีขนาดเล็กกว่าเซลล์เดิม ในเวลาต่อมาเซลล์ใหม่ที่ได้จะสร้างสารต่างๆ เพิ่มมากขึ้น ทำให้ขนาดของเซลล์ใหม่นั้นขยายขนาดขึ้น ซึ่งจัดเป็นการเจริญเติบโตด้วย ในสิ่งมีชีวิตพวกที่เป็นหลายเซลล์ ผลจากการเพิ่มจำนวนเซลล์ก็คือ การขยายขนาดให้ใหญ่โตขึ้น ซึ่งจัดเป็นการเจริญเติบโตด้วยเช่นกัน

        3.3 การเปลี่ยนแปลงของเซลล์เพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ (cell differentiation) สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวก็มีการเปลี่ยนแปลงของเซลล์เพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ ในสิ่งมีชีวิตที่มีการสืบพันธุ์แบบมีเพศ เมื่อไข่และอสุจิผสมกัน ก็จะได้เซลล์ใหม่คือ ไซโกต ซึ่งมีเพียงเซลล์เดียว ต่อมาไซโกตจะแบ่งตัวเพิ่มจำนวนเซลล์ให้มากขึ้น เซลล์ใหม่ๆ ที่ได้เปลี่ยนแปลงไปเพื่อทำหน้าที่ต่างๆ กัน เซลล์ภายในร่างกายของเราจะเริ่มต้นมาจากเซลล์เดียวกัน แต่มีการเปลี่ยนไปเพื่อทำหน้าที่ต่างๆ กันไป เพื่อให้สิ่งมีชีวิตชนิดนั้นๆ สามารถดำรงชีวิตอยู่ในสภาพแวดล้อมต่างๆ กันได้

        3.4 การเกิดรูปร่างที่แน่นอน (morphogenesis) เป็นผลจากการเพิ่มจำนวนเซลล์การเจริญเติบโต การเปลี่ยนแปลงของเซลล์เพื่อไปทำหน้าที่ต่างๆ กระบวนการเหล่านี้จะเกิดขึ้นในระยะเอ็มบริโออยู่ตลอดเวลา มีการสร้างอวัยวะต่างๆ ขึ้น อัตราเร็วของการสร้างในแต่ละแห่งบนร่างกายจะไม่เท่ากัน ทำให้เกิดรูปร่างของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดขึ้น โดยที่สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีแบบแผนและลักษณะต่างๆ เป็นแบบที่เฉพาะตัว และไม่เหมือนกับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นๆ ลักษณะต่างๆ เหล่านี้จะเป็นลักษณะทางพันธุกรรม ซึ่งถูกควบคุมโดยยีนบนโครโมโซมของสิ่งมีชีวิตนั้นๆ

สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะมีขนาดไม่เท่ากัน บางชนิดใหญ่มาก เช่น ช้างสูงถึง 7 เมตร ขนาดใหญ่ เช่น วัว ควาย ขนาดเล็ก เช่น หนู กุ้ง ปู ขนาดเล็กมาก เช่น แมลงวัน แมลงหวี่ ไรน้ำ สิ่งมีชีวิตเหล่านี้เมื่อเติบโตระยะหนึ่งก็ตายไป อายุของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดเรียกว่า อายุขัย (life span) อายุขัยของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดจะแตกต่างกันไป

ตาราง แสดงอายุขัยของสัตว์ชนิดต่าง ๆ

ส่วนอายุขัยของพืชจะมีความแตกต่างกันมาก โดยแบ่งเป็น

พืชที่มีช่วงอายุ 1 ปี (annual plant) เป็นไม้ล้มลุก (herb) เช่น ข้าว อ้อย ข้าวโพด สับปะรด ถั่ว

พืชที่มีช่วงอายุ 2 ปี (biennial plant) เป็นไม้ล้มลุก (herb) พืชพวกนี้มักมีลำต้นใต้ดิน เมื่อใบและลำต้นเหี่ยวไปยังมีลำต้นใต้ดิน ซึ่งสามารถงอกใหม่ได้ เช่น หอม กระเทียม ว่านทิศ เป็นต้น

พืชที่มีช่วงอายุยืนกว่า 2 ปี (perennial plant) ซึ่งอาจจะเป็นไม้พุ่ม (shrub) มีความสูงประมาณ120-130 เซนติเมตร หรืออาจเป็นไม้ยืนต้น (tree) ซึ่งมีความสูงมากกว่า 300 เซนติเมตรขึ้นไป เช่น มะขาม มะปราง มะม่วง ลำไย ประดู่ มังคุด ต้นสัก เงาะ เต็งรัง เป็นต้น พืชบางชนิดเมื่อออกดอกและผลแล้วก็จะตายไป เช่น ไผ่ หญ้า และพืชใบเลี้ยงเดี่ยวอีกหลายๆ ชนิด

4. สิ่งมีชีวิตมีการตอบสนองต่อสิ่งเร้า

เป็นการตอบสนองของสิ่งมีชีวิตต่อการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและทางเคมี ที่เกิดขึ้นสิ่งเร้า (stimulus) อย่างเดียวกัน แต่อาจจะตอบสนอง (response) ไม่เหมือนกันก็ได้ในสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิด เช่น แสง เป็นสิ่งเร้าที่พืชเอนเข้าหา ส่วนโพรโทซัวหลายชนิดจะเคลื่อนหนี

ตัวอย่างของการตอบสนองต่อสิ่งเร้า เช่น มือเกาะ (tendril) ของบวบ น้าเต้า ฟัก จะพันรอบกิ่งไม้ที่อยู่ใกล้ๆ เพื่อพยุงลำต้นให้สูงขึ้น สำหรับสัตว์การตอบสนองต่อสิ่งเร้าโดยการปรับตัว เช่น หลบหนาว การต่อสู้เพื่อแย่งชิงอาหาร ที่อยู่ หรือการผสมพันธุ์ เป็นต้น

5. สิ่งมีชีวิตมีการรักษาดุลยภาพของร่างกาย

เซลล์ของสิ่งมีชีวิตทั้งหลายจะดำรงชีวิตและทำหน้าที่ต่างๆ ได้อย่างปกติได้นั้น จำเป็นอย่างยิ่งสำหรับเซลล์และร่างกายสิ่งมีชีวิตที่ต้องอยู่ในภาวะที่เหมาะสม ตัวอย่างเช่น การรักษาสมดุลของน้าในสิ่งมีชีวิต

การรักษาสมดุลของร่างกายสิ่งมีชีวิต หมายถึง ความสามารถในการปรับระดับสภาพแวดล้อมภายในร่างกาย ของสิ่งมีชีวิตให้มีความเหมาะสมต่อการดำรง ชีวิตทำให้เซลล์ต่างๆ ทำงานได้อย่างปกติ เป็นผลให้ร่างกายของสิ่งมีชีวิตดำรงอยู่ได้อย่างปกติด้วย ภาวะดังกล่าวเรียกได้อีกอย่างว่า ภาวะธำรงดุล (homeostasis) เช่น การรักษาสมดุลน้ำ การรักษาอุณหภูมิภายในร่างกาย การรักษาสมดุลของแร่ธาตุหรือเกลือแร่ ค่าความเป็นกรด-เบส (pH)

6. สิ่งมีชีวิตมีลักษณะจำเพาะ

เช่น ลักษณะของคนจะมีลักษณะเฉพาะที่เรียกว่าคน แมวก็เช่นกัน สุนัข หรือแม้แต่ต้นพืช หรือสาหร่ายขนาดเล็ก ก็มีลักษณะเฉพาะเช่นกัน

7. สิ่งมีชีวิตมีการจัดระบบ (organization)

สิ่งมีชีวิตมีโครงสร้างและการทำหน้าที่อย่างเป็นระบบ (organization) โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตชั้นสูง จะมีการทำงานประสานกันตั้งแต่ระดับหน่วยย่อยภายในเซลล์ (organelle) กลุ่มเซลล์ (tissue) และอวัยวะ (organ) ต่างๆ อย่างเป็นระบบและมีประสิทธิภาพ

8. สิ่งมีชีวิตมีปฏิสัมพันธ์ (interaction) กับสิ่งแวดล้อม

สิ่งมีชีวิตมีลักษณะเป็นระบบเปิด (open system) ซึ่งสามารถมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งแวดล้อมได้ตลอดเวลา โดยมีการรับพลังงาน สารอาหารเข้าสู่ร่างกาย และขับถ่ายของเสียออกสู่สิ่งแวดล้อม รวมทั้งมีความสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตอื่นในรูปแบบต่างๆ เช่น การอยู่ร่วมกันแบบพึ่งพาอาศัย (symbiosis) การเป็นปฏิปักษ์ต่อกัน (antagonism) และการเบียดเบียนสิ่งมีชีวิตอื่น (parasitism) เป็นต้น

เรียบเรียงโดย : พัดชา วิจิตรวงศ์