Ser vivo

Un organismo ou ser vivo é un conxunto de átomos e moléculas que forman unha estrutura material moi organizada e complexa, na que interveñen sistemas de comunicación molecular, que se interactúan co ambiente intercambiando materia e enerxía dunha forma ordenada e que desempeña as funcións básicas da vida, que son a nutrición, a relación e a reprodución, de tal xeito que os seres vivos atúan e funcionan por si mesmos sen perder o seu nivel estrutural ata a súa morte.
A materia que compón os seres vivos está formada nun 95% por catro elementos (bioelementos): que son o carbono, o hidróxeno, o osíxeno e mais o nitróxeno, a partir dos cales formanse biomoléculas: Biomoléculas orgánicas ou principios inmediatos: glúcidos, lípidos, proteínas e ácidos nucleicos.
Biomoléculas inorgánicas: auga, sales minerais e gases.
Estas moléculas repítense constantemente en todos os seres vivos, polo que a orixe da vida procede dun antecesor común, pois sería moi improbable que aparecesen independentemente dous seres vivos coas mesmas moléculas orgánicas. Atopáronse microfósiles cunha antigüidade de 3770 millóns de anos, polo que a vida podería xurdir sobre a Terra durante o eón hadeico. Os reloxos moleculares tamén a estiman no eón hadeico fai 4200 millóns de anos.
Todos os seres vivos están constituídos por células (véxase teoría celular). No interior destas realízanse as secuencias de reaccións químicas, catalizadas por enzimas, necesarias para a vida.
A ciencia que estuda os seres vivos é a bioloxía. Definicións
Resulta fácil, habitualmente, decidir se algo está vivo ou non. Iso débese a que os seres vivos comparten moitos atributos. Así mesmo, a vida pode definirse segundo estas propiedades básicas dos seres vivos, que nos permiten diferencialos da materia inerte: Organización. As unidades básicas dun organismo son as células. Un ser vivo pode estar composto dunha soa célula (unicelular) ou por moitas (pluricelular).
Homeostase. Os organismos manteñen un equilibrio interno, por exemplo, controlan activamente a súa presión osmótica e a concentración de electrólitos.
Relación ou Irritabilidade. É unha reacción ante estímulos externos e permite aos seres vivos detectar ou obter información do medio no que viven, tomar as decisións acertadas e elaborar unha resposta adecuada para a súa supervivencia. Unha resposta pode ser de moitas formas, por exemplo, a contracción dun organismo unicelular cando é tocado ou as reaccións complexas que implican os sentidos nos animais superiores.
Metabolismo. Os organismos ou seres vivos consomen enerxía para converter os nutrientes en compoñentes celulares (anabolismo) e liberan enerxía ao descompoñer a materia orgánica (catabolismo).
Desenvolvemento. Os organismos aumentan de tamaño ao adquirir e procesar os nutrientes. Moitas veces este proceso non se limita á acumulación de materia senón que implica cambios maiores.
Reprodución. É a habilidade de producir copias similares de si mesmos, tanto asexualmente a partir dun único proxenitor, como sexualmente a partir de polo menos dous proxenitores.
Adaptación. As especies evolucionan e adáptanse ao ambiente.
Autopoese
Unha forma alternativa de definir aos seres vivos é mediante o concepto de autopoese, introducido polos doutores Humberto Maturana e Francisco Varela García. A idea é definir aos sistemas viventes pola súa organización máis que por un conglomerado de funcións. Un sistema defínese como autopoético cando as moléculas producidas xeran a mesma rede que as produciu e especifican a súa extensión. Os seres vivos son sistemas que viven mentres conserven a súa organización. Todos os seus cambios estruturais son para adaptarse ao medio no cal eles existen. Para un observador externo ao sistema, esta organización aparece como auto-referida. As células son os únicos sistemas vivos primarios, é dicir aqueles capaces de manter o seu autopoese en forma autónoma. Os organismos pluricelulares formados por células posúen características similares ás das células, particularmente o estado estable, pero a súa vida élles concedida pola organización autopoética das células que os constitúen.
Duración da vida
Un dos parámetros básicos do ser vivo é a súa lonxevidade. Algúns animais viven tan pouco como un día, mentres que algunhas plantas poden vivir miles de anos. O envellecemento pode utilizarse para determinar a idade da maioría dos organismos, incluíndo as bacterias. Se existen criterios e se son necesarios
Entre os criterios que se propuxeron para ser considerado un organismo atópanse: reprodución autónoma, crecemento e metabolismo
Non compartimentabilidade: unha estrutura non se pode dividir sen perder funcionalidade. Richard Dawkins describiuno como "a calidade de ser o suficientemente heteroxéneo na súa forma como para deixar de ser funcional se se corta pola metade". Con todo, moitos organismos poden cortarse en pedazos que logo crecen ata converterse en organismos completos.
individualidade: a entidade posúe simultaneamente singularidade xenética, homoxeneidade xenética e autonomía.
unha resposta inmunitaria, que separa o propio do estraño.
"anti-entropía", a capacidade de manter a orde, un concepto proposto por primeira vez por Erwin Schrödinger; ou, noutras palabras, que a teoría da información de Claude Shannon pode utilizarse para identificar organismos capaces de manter por si mesmos o seu contido informativo.
Outros científicos pensan que o concepto de organismo é inadecuado en bioloxía; que o concepto de individualidade é problemático; e, desde un punto de vista filosófico, cuestionar se tal definición é necesaria.
Entre os casos problemáticos inclúense os organismos coloniais: por exemplo, unha colonia de insectos eusociais cumpre criterios tales como a organización adaptativa e a especialización xerme-somática. Se é así, o mesmo argumento, ou un criterio de alta cooperación e baixo conflito, incluiría algunhas asociacións mutualistas (por exemplo, os liques) e sexuais (por exemplo, os peixe sapo) como organismos. Se se produce a selección de grupos, entón un grupo podería considerarse un superorganismo, optimizado pola adaptación do grupo.
Outra opinión é que atributos como a autonomía, a homoxeneidade xenética e a singularidade xenética deben examinarse por separado, en lugar de esixir que un organismo os posea todos. Segundo este punto de vista, a individualidade biolóxica ten múltiples dimensións, o que dá lugar a varios tipos de organismos. Organismos con diferentes niveis de organización biolóxica
Os diferentes niveis de organización biolóxica dan lugar a interpretacións potencialmente diferentes da natureza dos organismos. Un organismo unicelular é un microorganismo como os Protistas, as bacterias ou as arqueas, composto por unha soa célula, que pode conter estruturas funcionais chamadas orgánulos. Un organismo multicelular como un animal, unha planta, un fungo ou un alga está composto por moitas células, a miúdo especializadas. Un organismo colonial como un sifonóforo é un ser que funciona como un individuo, pero está composto por individuos que se comunican entre si. Un superorganismo é unha colonia, como a das formigas, formada por moitos individuos que traballan xuntos como unha soa unidade funcional ou unidade social. O mutualismo é unha asociación entre dúas ou máis especies na que cada unha satisfai algunhas das necesidades da outra. Un lique está formado por fungi e algas ou cianobacterias, cun microbioma bacteriano; xuntos, son capaces de prosperar como un tipo de organismo, cuxos compoñentes teñen funcións diferentes, en hábitats como as rochas secas, onde ningún deles podería crecer por si só. Os biólogos evolutivos David Queller e Joan Strassmann afirman que a "organismalidade" evolucionou socialmente, a medida que grupos de unidades máis simples (desde as células cara arriba) chegaron a cooperar sen conflitos. Propoñen que a cooperación se utilice como "trazo definitorio" dun organismo. Samuel Díaz-Muñoz e os seus colegas (2016) aceptan a opinión de Queller e Strassmann de que a organicidade pode medirse integramente polos graos de cooperación e conflito. Afirman que isto sitúa aos organismos no tempo evolutivo, de modo que a organicidade depende do contexto. Suxiren que as formas de vida altamente integradas, que non dependen do contexto, poden evolucionar a través de etapas dependentes do contexto cara á unificación completa. Composición química dos seres vivos
Os organismos son sistemas físicos soportados por reaccións químicas complexas, organizadas de maneira que promoven a reprodución e nalgunha medida a sustentabilidade e a supervivencia. Os seres vivos están integrados por moléculas inanimadas; cando se examinan individualmente estas moléculas obsérvase que se axustan a todas as leis físicas e químicas que rexen o comportamento da materia inerte e as reaccións químicas son fundamentais á hora de entender os organismos, pero é un erro filosófico (reducionismo) considerar á bioloxía como unicamente física ou química. Tamén xoga un papel importante a interacción cos demais organismos e co ambiente. De feito, algunhas ramas da bioloxía, por exemplo a ecoloxía, están moi afastadas desta maneira de entender aos seres vivos.
Os organismos son sistemas físicos abertos xa que intercambian materia e enerxía coa súa contorna. Aínda que son unidades individuais de vida non están illados do medio ambiente que os rodea; para funcionar absorben e desprenden constantemente materia e enerxía. Os seres autótrofos producen enerxía útil (baixo a forma de compostos orgánicos) a partir da luz do sol ou de compostos inorgánicos, mentres que os heterótrofos utilizan compostos orgánicos da súa contorna.
Elementos químicos
A materia viva está constituída por uns 60 elementos, case todos os elementos estables da Terra, exceptuando os gases nobres. Estes elementos chámanse bioelementos ou elementos bioxénicos. Pódense clasificar en dous tipos: primarios e secundarios. Os elementos primarios son indispensables para formar as biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas e ácidos nucléicos). Constitúen o 96, 2 % da materia viva. Son o carbono, o hidróxeno, o osíxeno, o nitróxeno, o fósforo e o xofre.
Os elementos secundarios son todos os bioelementos restantes. Existen dous tipos: os indispensables e os variables. Entre os primeiros atópanse o calcio, o sodio, o potasio, o magnesio, o cloro, o ferro, o silicio, o cobre, o manganeso, o boro, o flúor e o iodo. O elemento químico fundamental de todos os compostos orgánicos é o carbono. As características físicas deste elemento tales como a súa gran afinidade de ligazón con outros átomos pequenos, incluíndo outros átomos de carbono, e o seu pequeno tamaño permítenlle formar ligazóns múltiples e fano ideal como base da vida orgánica. É capaz de formar compostos pequenos que conteñen poucos átomos (por exemplo o dióxido de carbono) así como grandes cadeas de moitos miles de átomos denominados macromoléculas; as ligazóns entre átomos de carbono son suficientemente fortes para que as macromoléculas sexan estables e suficientemente débiles como para ser rotos durante o catabolismo; as macromoléculas a base de silicio (siliconas) son virtualmente indestructibles en condicións normais, o que as descartan como compoñentes dun ser vivo con metabolismo.
Macromoléculas
Os compostos orgánicos presentes na materia viva mostran unha enorme variedade e a maior parte deles son extraordinariamente complexos. A pesar diso, as macromoléculas biolóxicas están constituídas a partir dun pequeno número de pequenas moléculas fundamentais (monómeros), que son idénticas en todas as especies de seres vivos. Todas as proteínas están constituídas soamente por 20 aminoácidos distintos e todos os ácidos nucleicos por catro nucleótidos. Calculouse que, aproximadamente un 90 % de toda a materia viva, que contén moitos millóns de compostos diferentes, está composta, en realidade por unhas 40 moléculas orgánicas pequenas.
Por exemplo, aínda nas células máis pequenas e sinxelas, como a bacteria Escherichia coli, hai uns 5000 compostos orgánicos diferentes, entre eles, unhas 3000 clases diferentes de proteínas e calcúlase que no corpo humano pode haber até 5 millóns de proteínas distintas; ademais ningunha das moléculas proteicas de E. coli é idéntica a algunha das proteínas humanas, aínda que varias actúen do mesmo xeito.
A maior parte das macromoléculas biolóxicas que compoñen os organismos poden clasificarse nun dos seguintes catro grupos: ácidos nucleicos, proteínas, lípidos e glícidos.
Ácidos nucleicos
Os ácidos nucleicos (ADN e ARN) son macromoléculas formadas por secuencias de nucleótidos que os seres vivos utilizan para almacenar información. Dentro do ácido nucleico, un codón é unha secuencia particular de tres nucleótidos que codifica un aminoácido particular, mentres que unha secuencia de aminoácidos forma unha proteína. Clasificación dos seres vivos
Os seres vivos clasifícanse en reinos. A clasificación máis estendida é a de cinco reinos cuns dous millóns de especies: Monera, son os organismos máis sinxelos, con células procariotas. Están descritas unhas 25. 000 especies
Protistas. Unicelulares, pero con núcleo diferenciado. Células eucariotas. Cunhas 150. 000 especies descritas.
Fungos con 100. 000 especies.
Plantas cunhas 350. 000 especies.
Animais o máis numeroso con 1. 200. 000 especies. Propiedades dos seres vivos
A vida pode definirse segundo 7 propiedades básicas dos seres vivos, que nos permiten diferencialos do resto da materia inorgánica: Compóñense de células.
Crecen e desenvólvense.
Regulan os seus procesos metabólicos e de desenvolvemento.
Presentan movemento.
Reaccionan a estímulos.
Reprodúcense.
As poboacións evolucionan e adáptanse ao ambiente.
Os virus, un caso especial
Os virus cumpren con tres destas características, pero non teñen metabolismo. Así a todo, se consideramos que a característica básica dun ser vivo é a evolución biolóxica, tamén os virus poderían considerarse seres vivos. Hai certo consenso en non consideralos formas vidas aínda que hai quen discrepa sobre a cuestión. Como se ve todo depende daquilo que se considere á hora de definir a vida. Árbore filoxenética
O seguinte diagrama mostra a árbore filoxenética en reinos dos seres vivos tendo en conta os últimos datos moleculares. ,_____________ Proteobacterias alfa, ___| | |, __________ Proteobacterias beta | |__|, _____| |_________ Proteobacterias gamma | | | |, ____________ Proteobacterias delta, ___| |___| | | |__________ Proteobacterias épsilon | | | |, _______________ Planctomicetos e Chlamydiae | |__| | |, _________________________ Spirochaetes | |__| | |, ______ Bacteroides e Flavobacterias | |__| | |_______ Bacterias verdes do xofre, ____| | |, ____ Bacterias grampositivas con G-C alto, ___| |_____| | | |____ Bacterias grampositivas con G-C baixo | |, ___| |_______________________ Cianobacterias e cloroplastos | |, __| |__________________________ Bacterias verdes non do xofre Bacteria | |, ______| |_______________________________________________ Thermotogales | | | |________________________________________ Hydrogenobacter/Aquifex | |, _______ Euryarchaeota
_____| Archaea, _______| |, _____________________________________| |_______ Crenarchaeota | | | | | |_______________ Korarchaeota | | |___|, __________________________________________________ Diplomónadas | | | |, _____________________________________________ Microsporidia | | | |___| |, _________________________________________ Parabasálidos | | | Eukarya | | |, ________________________________________ Mixomycota | | | | |___| | |_______________________________________ Euglenozoos | |___| | | |_________________________________________ Naegleria | | | | | |_________________________________________ Entamoeba |___| |, _________________________________ Acrasiomycota | | | |, ________________________________ Rhodophyta | | | | | |, __________________ Ciliados | | | | |_______| |_______________|_____________ Dinoflagellata | | | | | |_______________ Apicomplexa | | | |, ____________ Labirintúlidos | | | |___| |__________________ Oomicota | | | |________________ Xantophyta |_______________| | |_______________ Chrysophyta | | | |________________ Phaeophyta | | | |_________________ Diatomeas | |, ___________________ Plantae | | |_______________|, __________ Fungi |__________| |_______ Animalia? __________________________________________________________ Virus