Van amoeben tot bavianen, alle levende wezens hebben een paar dingen gemeen. Vijf centrale thema's van de biologie onderscheiden de levenden van het levenloze. Neem virussen: ze lijken te leven, maar veel biologen beschouwen ze niet omdat ze een of meer van deze verenigende kenmerken missen. Dit zijn de factoren die helpen het leven van het niet-leven te onderscheiden.

TL; DR (te lang; niet gelezen)

De vijf centrale thema's van de biologie zijn structuur en functie van cellen, interacties tussen organismen, homeostase, reproductie en genetica en evolutie.
Structuur en functie van cellen

Alle levensvormen bestaan uit ten minste één cel. In de 17e eeuw observeerden wetenschappers Robert Hooke en Anton von Leeuwenhoek cellen en noteerden hun eigenschappen onder microscopen. Deze en daaropvolgende observaties hebben geleid tot de vorming van de celtheorie, waarin staat dat cellen al het leven vormen, alle biologische processen uitvoeren en alleen uit andere cellen kunnen komen. Alle cellen bevatten genetisch materiaal en andere structuren die in een gelei-achtige matrix zweven, energie uit hun omgeving verkrijgen en zijn omgeven door bescherming tegen de externe omgeving.
Interacties tussen organismen

organismen bestaan niet in stofzuigers. Elk levend wezen heeft zich uniek aangepast aan een bepaalde habitat en heeft specifieke relaties ontwikkeld met andere organismen in hetzelfde gebied.

In ecosystemen gebruiken planten lichtenergie van de zon om hun eigen voedsel te maken, dat een energiebron wordt voor andere organismen die de planten consumeren. Andere wezens eten deze plantenetende organismen en ontvangen de energie. Wanneer planten en dieren sterven, stopt hun energiestroom niet; in plaats daarvan gaat de energie over naar de bodem en terug naar het milieu, dankzij aaseters en ontbinders die dode organismen afbreken.

Er zijn verschillende verbindingen tussen levensvormen. Roofdieren eten prooi, parasieten vinden voedingsstoffen en beschutting ten koste van anderen, en sommige organismen vormen wederzijds voordelige relaties met elkaar. Als gevolg hiervan beïnvloeden veranderingen die de ene soort beïnvloeden, het voortbestaan van anderen binnen het ecosysteem.
Homeostase houdt levende dingen levend

Verandering kan de dood betekenen voor een levend wezen. Veel van de energie die een organisme gebruikt, onderhoudt een consistente interne omgeving. Eencellige organismen houden hun vloeistoffen, zuurgraad en temperatuur relatief stabiel.

In meercellige wezens werken alle orgaansystemen samen om stoffen zoals vloeistoffen, ionen, zuurgraad, gassen en afvalstoffen in evenwicht te brengen. Elke soort kan alleen specifieke omgevingscondities tolereren binnen het tolerantiebereik. Buiten dit bereik ligt de intolerantiezone waar alle leden van een soort sterven. Wanneer de externe omgeving verandert, moeten individuen een constante interne omgeving onderhouden door constante aanpassing. Anders gaan ze verloren.
Reproductie en genetica

Alle organismen reproduceren en geven kenmerken door aan hun nakomelingen. In aseksuele reproductie zijn nakomelingen exacte replica's van hun ouders. Meer complexe levensvormen neigen naar seksuele reproductie, waarbij twee individuen samen nakomelingen produceren. In dit geval vertonen de nakomelingen kenmerken van elke ouder.

In het midden van de 19e eeuw voerde een Oostenrijkse monnik, Gregor Mendel, een reeks beroemde experimenten uit die de relatie tussen seksuele reproductie en erfelijkheid onderzoeken. Mendel besefte dat eenheden genaamd genen erfelijkheid bepaalden en konden worden doorgegeven van ouder op nageslacht.
Evolutie en natuurlijke selectie

In de vroege jaren 1800 veronderstelde de Franse bioloog Jean Baptiste de Lamarck dat het gebruik van bepaalde functies zou versterken hun bestaan en niet-gebruik zouden ervoor zorgen dat ze uiteindelijk in volgende generaties verdwijnen. Dit zou verklaren hoe slangen evolueerden van hagedissen wanneer hun benen niet werden gebruikt, en hoe giraffennekken langer werden met uitrekken, volgens Lamarck. Charles Darwin construeerde zijn eigen evolutietheorie genaamd natuurlijke selectie. Na zijn stint als naturalist op het schip HMS Beagle, formuleerde Darwin een theorie die beweerde dat alle individuen verschillen hebben die hen in staat stellen om in een bepaalde omgeving te overleven, zich voort te planten en hun genen door te geven aan hun nakomelingen. Personen die zich slecht aanpassen aan hun omgeving, hebben minder mogelijkheden om te paren en hun genen door te geven. Uiteindelijk zouden de genen van de sterkere individuen prominenter worden in volgende populaties. Darwins theorie is de meest geaccepteerde theorie voor evolutie geworden.