Vad är liv Förord 7 Vad är liv? 9 Cellen – den minsta levande beståndsdelen Två olika sorters celler (och några undergrupper) Nukleinsyrorna, DNA och RNA Ämnesomsättning och energiöverföring Cellmembran Cellernas storlek och rörelse Cellkärna och mitokondrierna Kloroplasten Evolutionen – en av livets hörnstenar Evolution betyder utveckling Livets evolution beror av variation och urval Finns liv utan evolution? Evolutionsläran är den biologiska vetenskapens första grundlag! Vad menar Darwin med sin evolutionslära? Evolutionsläran har stärkts av alla upptäckter sedan Darwin Evolutionen »arbetar« med funktioner, slutresultatet låses i genetiken »Livskraften« och AB Evolution och Liv Evolution av flercelliga organismer Evolution och klassificering av livsformer Ordning och oreda i molekylernas värld Termodynamiska principer Termodynamikens tre huvudsatser Tidsskalor är viktiga för många av livets processer 19 20 22 24 24 26 28 29 31 31 32 34 35 36 38 39 41 41 45 47 47 48 52 4 Vad är liv Energi och entropi tillsammans Påtagliga slumpeffekter Nära och långt ifrån jämvikt Kvantmekanik – och biologi? 53 54 56 59 Vad får livet att gå runt? 61 Cellernas maskineri och de stora molekylernas värld Krafter i molekylernas värld Livets grundämnen 61 66 71 Livets ursprung 73 Första steget – de väsentliga grundstenarna 74 Andra steget – de första makromolekylerna och den tidigaste aktiviteten76 Tredje steget – replikatorer 77 Fjärde steget – samverkan, vägen mot levande celler 80 Femte steget – det första livet 81 Utvecklingen av det första livet 83 Bakterier, arkéer och eukaryoter Fotosyntes, järn och syre Metabolism och kemiska reaktioner för tidiga bakteriella förstadier till fotosyntesen Cyanobakterierna och syreatmosfären »The boring period« Den sexuella fortplantningen En frusen jord Fotosyntesen Celler och gener Cellprogrammen styrs av generna – eller? Gener Epigenetiken styr cellens funktioner Prioner – en annorlunda epigenetisk mekanism? -omik-begreppen, nätverk och systembiologi -omik och bioinformatik Nätverkskartor 83 87 88 89 91 92 93 95 97 98 99 100 102 103 104 106 Vad är liv 5 Dynamik och modeller Ontologier, genontologier Tankemodeller för levande system Självorganiserande system Stararna vid Stazione Termini Cellulära automater Kaosteori Attraktorer i simulerade nätverk Sammanfattning Kauffman-nätverk (Booleska nätverk) Tänkandet som systembiologi? Experimentellt baserade modeller eller abstrakta tankemodeller? Nervimpulser – samverkan mellan jonkanaler Nervimpulsmönster i hjärnan – samverkan mellan nervceller Tänkandets neurala bas – abstrakta modeller Det dynamiska hjärtat Hjärtat har ett eget nervsystem Hur skapas medvetande? Fenomenet blindsyn När i evolutionen uppkom medvetande? Vilka hjärnstrukturer påverkas vid narkos? 109 112 113 114 116 119 122 124 127 128 131 131 132 133 134 137 138 141 144 145 146 De antika grekiska filosofernas syn på liv 151 Liv i universum 159 Vad är liv? Förutsättningar för liv i solsystemet Kuiperbältet och den spridda skivan Andra solsystem 159 160 168 169 Vilken biologi? Vilken fysik? 177 Mikro- och makrofysik Determinism och slump 178 182 6 Vad är liv Den fria viljan Medvetandet 184 186 Avslutning: Livsbegreppet och framtiden 189 Appendix 1: Livets molekyler 199 Vatten och kolväten Organiska ämnen med syreatomer, som ofta ger polära grupper 199 201 Appendix 2: Gör din egen cellulära automat 207 Fortsatt läsning och fördjupning 211 Bildförteckning 213 Register 215