תוֹכֶן
כל צורות החיים על פני כדור הארץ הסתגלו למגוון של תנאים מקומיים, החל מהמערכת האקולוגית הנפוצה ביותר וכלה באוכלוסיות ביותר. המגוון העצום של אורגניזמים ותהליכי חיים על פני כדור הארץ מקשה על זיהוי התכונות הנפוצות בכל צורות החיים. הצרכים והתהליכים הביולוגיים של חרק תת-קרקעי, למשל, שונים מאוד מאלה של אריה. עם זאת, ישנם כמה מכנים משותפים. ביולוגים זיהו ארבעה צרכים בסיסיים להישרדותם של כל צורות החיים.
מים
מים הם מרכיב קריטי בחיים על פני כדור הארץ, ולעתים קרובות מהווים אחוז גדול ממסת הגוף של האורגניזמים החיים. למרות שאורגניזמים שונים בעלי צורות שונות של צריכת מים, החל מספיגה דרך שורשי הצמח ועד דרך השתייה דרך גזע כמו פילים, כל האורגניזמים משתמשים במים לצורך שמירה על תהליכים ביולוגיים, בין אם באמצעות ויסות הטמפרטורה. מהגוף, המסת חומרים מזינים, הפרשת פסולת או שמירת הדם נוזלי מספיק כדי לזרום דרך מערכת הדם. אפילו מיקרואורגניזמים, כמו חיידקים, זקוקים לגישה קבועה למים כדי לשמור על מבני התאים והתהליכים החיוניים שלהם.
אוכל / אנרגיה
כל האורגניזמים דורשים צריכת אנרגיה מסוימת או ייצור כדי לשמור על תהליכים חיוניים, כגון עיכול, זרימה, נשימה, מערכת העצבים או תנועה. ברור שדרכי השגת האנרגיה מגוונות כמו צורות החיים השונות על כדור הארץ. צמחים, למשל, מייצרים אנרגיה משלהם על ידי יצירת פחמימות פשוטות באמצעות מים, פחמן דו חמצני ואור שמש, בעוד שרוב בעלי החיים צורכים אורגניזמים נמוכים אחרים בשרשרת המזון לצורך מזון ואנרגיה. מיקרואורגניזמים מסוימים משיגים אנרגיה על ידי פירוק כימיקלים מסוימים בסביבתם או ישירות מהשמש, אך כל האורגניזמים זקוקים למקור מזין ואנרגיה כדי להישאר בחיים.
אוויר
לא כל היצורים החיים זקוקים לחמצן. בעומק המכתש הוולקני צורות חיים המותאמות על ידי נשימה של גזים גופרתיים ובסופו של דבר משגשגות, אך כל האורגניזמים החיים זקוקים להחלפת גז כלשהי בכדי להוציא אלמנטים חשובים מהאטמוספרה ולגרש גז פסולת מגופם. בני אדם נושמים באופן טבעי חמצן ונושפים פחמן דו חמצני, בדיוק כמו שדגים נושמים חמצן מומס במים דרך הזימים שלהם, אך כל האורגניזמים החיים עוברים איזשהו תהליך נשימתי עם אווירתם הסובבת כדי לווסת תהליכים. בִּיוֹלוֹגִי.
הומאוסטזיס
היכולת לשמור על הומאוסטזיס, האיזון בתהליך הפנימי של האורגניזם, היא חיונית להנצחת החיים. לכל האורגניזמים יכולת מסוימת לשמור על תנאים פנימיים, למרות תנודות חיצוניות בטמפרטורה או בתנאים כימיים, כמו למשל היכולת של האדם להזיע ולהצטנן ביום חם. עם זאת, לאסטרטגיות ההסתגלות הללו יש מגבלות. בן אנוש יכול לשרוד רק עד שטמפרטורות או כימיקלים מסוימים משתנים לפני שתהליכים ביולוגיים שלו הופכים לבלתי מעשיים. לפיכך, סביבה יציבה המאפשרת הומאוסטזיס, בהתחשב בכך כמצב כללי, היא הצורך החיוני הרביעי בחיים על פני כדור הארץ.
