Vida

O termo vida (en latín: vita) é unha característica que distingue entidades físicas que teñen procesos biolóxicos, como procesos de sinalización celular e autosuficiencia, das que non a teñen, xa sexa porque tales funcións cesaron (morto), ou porque nunca tiveron tales funcións e clasifícanse como inanimadas. Existen diversas formas de vida, como plantas, animais, fungos, protistas, arqueas e bacterias. Actualmente non hai consenso sobre a definición de vida. Unha definición popular é que os organismos son sistemas abertos que manteñen a homeostase, están compostos por células, teñen un ciclo vital, experimentan metabolismo, poden crecer, adaptarse á contorna, responder a estímulos, reproducirse e evolucionar. Outras definicións inclúen ás veces formas de vida non celular, como virus e viroides. A bioloxía é a ciencia que estuda a vida.
A abioxénese é o proceso natural polo que a vida xorde a partir de materia non viva, como os compostos orgánicos simples. A hipótese científica predominante é que a transición de entidades non vivas a entidades vivas non foi un acontecemento único, senón un proceso gradual de complexidade crecente. A vida na Terra apareceu por primeira vez fai 4280 millóns de anos, pouco despois da formación dos océanos, fai 4410 millóns de anos, e non moito despois da formación da Terra, fai 4540 millóns de anos. As primeiras formas de vida coñecidas son microfósiles de bacterias. A vida na Terra descende probablemente dun mundo de ARN, aínda que a vida baseada no ARN pode que non fora a primeira en existir. O clásico Experimento de Miller e Urey de 1952 e investigacións similares demostraron que a maioría dos aminoácidos, os constituíntes químicos das proteínas utilizadas en todos os organismos vivos, poden sintetizarse a partir de compostos inorgánicos en condicións similares ás atopadas na Terra primitiva. As moléculas orgánicas complexas atópanse no sistema solar e no espazo interestelar e poden proporcionar materia prima para o desenvolvemento da vida na Terra.
Desde os seus inicios, a vida na Terra cambiou a súa contorna nunha escala de tempo xeolóxico, pero tamén se adaptou para sobrevivir na maioría de ecosistemas e condicións. Algúns microorganismos, denominados extremófilos, prosperan en contornas física ou xeoquimicamente extremos que son prexudiciais para a maioría das demais formas de vida da Terra. A célula considérase a unidade estrutural e funcional da vida. Existen dous tipos de células, procariota e eucariota, ambas as dúas formadas por citoplasma encerrado por unha membrana e que conteñen moitas biomoléculas, como proteínas e ácidos nucleicos. As células reprodúcense mediante un proceso de división celular, no que a célula nai divídese en dúas ou máis células fillas.
No pasado houbo moitos intentos de definir o que se entende por "vida" mediante conceptos obsoletos como forza ódica, hilomorfismo, xeración espontánea e vitalismo, hoxe refutados pola descubrimentos biolóxicos. Aristóteles é considerado a primeira persoa que clasificou os organismos. Máis tarde, Carl Linnaeus introduciu o seu sistema de nomenclatura binomial para a clasificación de especies. Co tempo, descubríronse novos grupos e categorías de vida, como as células e os microorganismos, o que obrigou a revisar drasticamente a estrutura das relacións entre os organismos vivos. Aínda que actualmente só se coñece na Terra, a vida non ten por que limitarse a ela, e moitos científicos especulan coa existencia de vida extraterrestre. O concepto de vida artificial defínese por unha simulación por computador ou unha reconstrución feita polo home de calquera aspecto da vida, que a miúdo se utiliza para examinar sistemas relacionados coa vida natural. Morte]] é a terminación permanente de todos os procesos biolóxicos que sustentan un organismo e, como tal, é o final da súa vida. O termo extinción describe a morte dun grupo ou taxon, normalmente unha especie. Os fósiles son os restos conservados ou vestixios de organismos.
A pesar de que non pode indicarse con precisión, a evidencia suxire que existiu vida na Terra durante 3700 millóns de anos polo menos, aínda que algúns estudos dátana dende hai 4250 millóns de anos, ou mesmo 4400 millóns de anos, segundo un estudo publicado en Nature.
Cientificamente, pode definirse como a capacidade de administrar os recursos internos dun ser físico de forma adaptada aos cambios producidos no seu medio, sen que exista unha correspondencia directa de causa e efecto entre o ser que administra os recursos e o cambio introducido no medio por ese ser, senón unha asíntota de aproximación ó ideal establecido por dito ser, ideal que nunca chega á súa consecución completa pola dinámica do medio. Definiçións
A definición de vida foi un reto para científicos e filósofos, que propuxeron definicións moi variadas. . En parte, isto débese a que a vida é un proceso, non unha substancia. Isto complícase polo descoñecemento das características das entidades vivas, se as hai, que poidan desenvolverse fóra da Terra. Tamén se presentaron definicións filosóficas da vida, con dificultades similares sobre como distinguir o vivo do inerte. Tamén se describiron e debatido definicións xurídicas da vida, aínda que xeralmente céntranse na decisión de declarar morto a un ser humano e as ramificacións xurídicas desa decisión. Recompiláronse ata 123 definicións da vida. Unha definición parece ser favorecida pola NASA: "un sistema químico autosustentable capaz de evolución darwiniana. " Máis sinxelamente, a vida é "materia que pode reproducirse e evolucionar segundo díteo a supervivencia".
Bioloxía
Dado que non existe unha definición inequívoca de vida, a maioría das definicións actuais en bioloxía son descritivas. Considérase a vida como unha característica de algo que conserva, favorece ou reforza a súa existencia nun ambiente determinado. Este trazo mostra todos ou a maioría dos seguintes trazos: Homeostase: regulación do medio interno para manter un estado constante e estable; por exemplo, suar para reducir a temperatura;
Organización: estar estruturalmente composto por unha ou máis células, que son as unidades básicas da vida;
Metabolismo: transformación da enerxía mediante a conversión de produtos químicos e enerxía en compoñentes celulares (anabolismo) e descomposición da materia orgánica (catabolismo). Os seres vivos necesitan enerxía para manter a organización interna (homeostase) e para producir outros fenómenos asociados á vida;
Crecemento: mantemento dunha taxa de anabolismo máis alta que a do catabolismo. Un organismo en crecemento aumenta de tamaño en todas as súas partes, no canto de simplemente acumular materia;
Adaptation: a capacidade de cambiar co tempo en resposta ao medio. Esta habilidade é fundamental para o proceso de evolución e está determinada pola herdanza do organismo, a dieta e os factores externos;
Resposta a estímulos: unha resposta pode adoptar moitas formas, desde a contracción dun organismo unicelular a substancias químicas externas, ata reaccións complexas que implican todos os sentidos dos organismos pluricelulares. Unha resposta adoita expresarse mediante o movemento; por exemplo, as follas dunha planta mirando cara ao sol (fototropismo) e quimiotaxe;
Reprodución: a capacidade de producir novos organismos individuais, xa sexa asexualmente a partir dun só organismo pai ou sexualmente a partir de dous organismos pais.
Estes procesos complexos, chamados funcións fisiolóxicas, teñen bases físicas e químicas subxacentes, así como mecanismos de sinalización e control esencial para o mantemento da vida.
Definicións alternativas
Desde o punto de vista da física, os seres vivos son sistemas termodinámicos cunha estrutura molecular organizada que pode reproducirse e evolucionar segundo o indica a supervivencia. Termodinamicamente, a vida foi descrita como un sistema aberto que fai uso de gradientes no seu contorno para crear copias imperfectas de si mesma. Outra forma de expresar isto é definir a vida como "un sistema químico autosustentable capaz de sufrir o evolución darwiniana", unha definición adoptada por un comité da NASA que intenta definir a vida para os propósitos de exobioloxía, baseada nunha suxestión de Carl Sagan. Un dos principais puntos fortes desta definición é que distingue a vida polo proceso evolutivo e non pola súa composición química.
Outros teñen un punto de vista sistémico que non depende necesariamente da química molecular. Unha definición sistémica da vida é que os seres vivos son autoorganizados e autopoiéticos (autoprodutores). Variacións desta definición inclúen a definición de Stuart Kauffman dun axente autónomo ou un sistema multiaxente capaz de reproducirse a si mesmo ou de completar polo menos un ciclo de traballo termodinámico. Esta definición amplíase coa aparición de novas funcións ao longo do tempo.
Virus
A cuestión de se os virus deben considerarse vivos ou non segue sendo controvertida. A maioría das veces, considérase que son só replicadores que codifican xenes, en lugar de formas de vida. Describíuselles como «organismos ao bordo da vida» porque teñen xenes, evolucionan por selección natural e replícanse creando múltiples copias de si mesmos mediante autoensamblaxe. Con todo, os virus non metabolizan e necesitan unha célula hóspede para facer novas copias de si mesmos. A autoensamblaxe de virus dentro de células hóspede ten implicacións para o estudo da orixe da vida, xa que podería apoiar a hipótese de que a vida podería comezar como moléculas orgánicas que se autoensamblaron.
Biofísica
Para reflectir os fenómenos mínimos necesarios, propuxéronse outras definicións biolóxicas da vida, moitas delas baseadas en sistemas químicos. Os biofísicos sinalan que os seres vivos funcionan en entropía negativa. Noutras palabras, os procesos vivos poden verse como un atraso da difusión ou dispersión da enerxía interna das moléculas biolóxicas a microestados. Con máis detalle, segundo físicos como John Bernal, Erwin Schrödinger, Eugene Wigner e John Avery, a vida é un membro da clase de fenómenos que son sistemas abertos ou sistemas continuos capaces de diminuír a súa entropía interna a expensas de sustancias ou a través de enerxía libre tomada da contorna e posteriormente rexeitada en forma degradada. O xurdimento e a crecente popularidade da biomimética (o deseño e produción de materiais, estruturas e sistemas modelados sobre entidades e procesos biolóxicos) probablemente redefina a fronteira entre a vida natural e a artificial.
Teorías de sistemas vivos
Os sistemas vivos son seres vivos abertos e autoorganizados que interactúan co medio ambiente. Estes sistemas mantéñense mediante fluxos de información, enerxía e materia. Budisa, Kubyshkin e Schmidt definiron a vida celular como unha unidade organizativa baseada en catro piares angulares: (i) enerxía, (ii) metabolismo, (iii) información e (iv) forma. Este sistema é capaz de regular e controlar o metabolismo e a subministración de enerxía e contén polo menos un subsistema que funciona como portador de información (información xenética). As célulascomo unidades autosuficientes forman parte de diferentes poboacións que participan no proceso unidireccional e irreversible coñecido como evolución. Nas últimas décadas, algúns científicos propuxeron que se necesita unha teoría xeral dos sistemas vivos para explicar a natureza da vida. Esta teoría xurdiría das ciencias ecolóxicas e biolóxicas e tentaría trazar os principios xerais de como funcionan todos os sistemas vivos. En lugar de examinar os fenómenos tratando de descompoñer as cousas en compoñentes, unha teoría xeral dos sistemas vivos explora os fenómenos en termos dos patróns dinámicos das relacións dos organismos co seu ambiente.
Hipótese Gaia
A idea de que a Terra está viva atópase na filosofía e na relixión, pero a primeira discusión científica sobre ela foi a do científico escocés James Hutton. En 1785, argumentou que a Terra era un superorganismo e que o seu estudo axeitado debía ser a fisioloxía. Hutton é considerado o pai da xeoloxía, pero a súa idea dunha Terra viva foi esquecida no intenso reduccionismo do século XIX. A hipótese Gaia, proposta na década de 1960 pelo cientista James Lovelock, suxire que a vida na Terra funciona como un único organismo que define e mantén as condicións ambientais necesarias para a súa supervivencia. Esta hipótese serviu como un dos fundamentos da ciencia moderna do sistema terrestre.
Non fraccionamento
O biólogo teórico estadounidense Robert Rosen dedicou gran parte da súa carreira, desde 1958 en diante, a desenvolver unha teoría integral da vida como un sistema complexo e autoorganizado "pechado á causalidade eficiente". Definiu un compoñente do sistema como "unha unidade de organización; unha parte cunha función, é dicir, unha relación definida entre a parte e o todo". Identificou o "non fraccionamento dos compoñentes nun organismo" como a diferenza fundamental entre os sistemas vivos e as "máquinas biolóxicas". Resumiu as súas opinións no seu libro Life Itself. Pódense atopar ideas semellantes no libro Living Systems de James Grier Miller.
A vida como propiedade dos ecosistemas
Unha visión sistémica da vida trata os fluxos ambientais e biolóxicos xuntos como unha "reciprocidade de influencia" e unha relación recíproca co medio ambiente é indiscutiblemente tan importante para comprender a vida como para comprender os ecosistemas. Como explica Harold J. Morowitz (1992), a vida é unha propiedade dun sistema ecolóxico máis que dun único organismo ou especie. Sostén que unha definición ecosistémica da vida é preferible a unha estritamente bioquímica ou física. Robert Ulanowicz (2009) destaca o mutualismo como a clave para comprender o comportamento sistémico e xerador de orde da vida e os ecosistemas. Xeneralidades
Na ciencia
En termos científicos, e para a física e outras ciencias afíns, a vida fai referencia á duración das cousas ou ó seu proceso de evolución (vida media, ciclo vital das estrelas).
En bioloxía, considérase a condición interna esencial que categoriza, tanto polas súas semellanzas como diferenzas, aos seres vivos. En xeral, é o estado intermedio entre o nacemento e a morte. Desde un punto de vista bioquímico, a vida pode definirse como un estado ou carácter especial da materia alcanzado por estruturas moleculares específicas, con capacidade para desenvolverse, manterse nun ambiente, recoñecer e responder a estímulos e reproducirse permitindo a continuidade.
As estruturas de vida biomoleculares establecen un rango de estabilidade que permite que a vida sexa continuada, dinámica e finalmente evolutiva. Así pois, os seres vivos distínguense dos seres inertes por un conxunto de características, sendo as máis importantes a organización molecular, a reprodución, a evolución e o manexo non espontáneo da súa enerxía interna.
Na medicina, existen distintas interpretacións científicas sobre o momento determinado no que comeza a existir a vida humana, segundo as diferentes perspectivas filosóficas, relixiosas, culturais, e segundo os imperativos legais. Para algúns, a vida existe desde que se fecunda o óvulo; para outros, desde que xa non é posible legalmente o aborto, até o cesamento irreversible da actividade cerebral ou morte cerebral. Defínese tamén a vida vexetativa como un conxunto de funcións involuntarias nerviosas e hormonais que adecúan o medio interno para que o organismo responda nas mellores circunstancias ás condicións do medio externo, funcións que parecen estar rexidas polo hipotálamo e o eixo hipotálamo-hipofisario.
En cosmoloxía, aínda non se coñece nin se sabe se será posible coñecer a existencia de vida noutros lugares do Universo distintos da Terra, pero científicos como o divulgador Carl Sagan (1934-1996), pensan que, probabilisticamente falando, e tendo en conta as condicións necesarias para a vida tal como a coñecemos, o cosmos é tan inmenso que se fai necesaria a existencia de, mesmo, civilizacións avanzadas noutros planetas. A ecuación de Drake é un intento de estimación inicial do número de civilizacións existentes fóra da Terra. Unha serie de proxectos científicos, os proxectos SETI, están dedicados á procura de vida intelixente extraterrestre. Por outra banda, a recente teoría de supercordas leva, entre outras conclusións, á posible existencia de infinitos universos paralelos en parte dos cales existirían mundos con vida idénticos ó que coñecemos, así como tamén, noutros universos, mundos con variacións respecto ó noso desde sutís até totais, dentro dun enorme -aínda que finito- abano de posibilidades.
Desde a perspectiva da psicoloxía, a vida é un sentimento apreciativo polas interaccións do ego co medio, e, por reacción ó devandito sentimento, a loita por soster a súa homeostase en estado preferente.
Na química
Segundo o Premio Nobel de Química Ilya Prigogine a vida é o reino do non lineal, da autonomía do tempo, da multiplicidade das estruturas, algo que non se ve no universo non vivente. A vida caracterízase pola inestabilidade pola cal nacen e desaparecen estruturas en tempos xeolóxicos.
Para Ilya Prigogine a vida é o tempo que se inscribe na materia e os fenómenos irreversibles son a orixe da organización biolóxica. Todos os fenómenos biolóxicos son irreversibles. Esta irreversibilidade é unha propiedade común a todo o Universo, todos envellecemos na mesma dirección porque existe unha frecha do tempo.
Para Prigogine é a función a que crea a estrutura e os fenómenos irreversibles son a orixe da organización biolóxica, é dicir, da vida.
A vida non se corresponde a un fenómeno único; a vida fórmase cada vez que as circunstancias planetarias son favorables. A partir dos principios da termodinámica sabemos que o porvir da vida é incerto e descoñecemos até onde pode chegar. Os sistemas dinámicos da bioloxía son inestables, polo tanto diríxense cara a un porvir que é imposible de determinar a priori. O futuro está aberto a procesos sempre novos de transformación e de aumento da complexidade dos sistemas vivos, da complexidade biolóxica, nunha creación continua.
Na filosofía
Desde unha perspectiva filosófica, pode abordarse desde diferentes modos de conceptualización: obxectivismo (Edmund Husserl), dualidade alma-corpo (Platón, Descartes, Max Scheller, Ludwig Klages), mente e cerebro (Henri Bergson), vida e ser (Albert Vilanova), e a fenomenoloxía do coñecemento e a aprehensión (Nicolai Hartmann). O concepto de vida ou existencia, inseparable do de morte ou inexistencia, e a súa transcendencia, foron e son diferentes nos distintos lugares e épocas da historia da humanidade. A importancia primordial da vida para o ser humano inflúe na linguaxe, de forma que son numerosos os diferentes usos e expresións que conteñen este termo.
Na relixión
Para a maioría das relixións, a vida presenta connotacións espirituais e transcendentais. Visión retrospectiva do concepto de vida
Tradicionalmente a vida foi un concepto abstracto e, polo tanto, difuso e de difícil definición. Por isto adoitábase definir en contraposición á non vida ou o inerte, especialmente aludindo ás propiedades diferenciadoras. O que máis confundía eran as estruturas víricas, que non comparten todas as propiedades máis comúns do resto das estruturas vivas. Así mesmo tampouco estaba clara a fronteira entre a vida e a morte, facendo difícil determinar cando acontecía exactamente esta última.
Dada a confusión á hora de definir a vida, optouse por facelo en función dos resultados obtidos tras o desenvolvemento completo do ADN, e non respecto ao potencial mesmo desa molécula, de tal modo que se estableceron algunhas características comúns: Os seres vivos requiren enerxía. É dicir, nútrense.
Os seres vivos crecen e desenvólvense.
Os seres vivos responden ó seu medio ambiente.
Os seres vivos reprodúcense por si mesmos, sen necesitar axuda externa; sendo este un feito clave.
Estas características apuntaban a unha definición de vida tan simple que permitía incluír como seres vivos, por exemplo, aos cristais minerais, os cales crecen, responden ao medio, reprodúcense e por suposto consomen enerxía ao crecer e propagarse. Facíase necesario, pois, buscar outras características propias da vida máis aló das puramente intuitivas.
A definición universal de vida expúñase como algo bastante máis complexo e difícil. Ofrecíanse diferentes definicións, e era cuestión de gusto dar por boa unha ou outra. En calquera caso, o concepto de vida seguiu unha evolución paralela á da ciencia que se dedica ao seu estudo, a bioloxía. O vivo
O vivo é o estado característico da biomasa, manifestándose en forma de organismos unicelulares ou pluricelulares. As propiedades comúns aos organismos coñecidos que se atopan na Terra (plantas, animais, fungos, protistas, archaea e bacteria), son que eles están baseados no carbono e a auga, son conxuntos celulares con organizacións complexas, capaces de manter e soster xunto co medio que lles rodea, o proceso homeostático que lles permite responder a estímulos, reproducirse e, a través de procesos de selección natural, adaptarse en xeracións sucesivas.
Na bioloxía, considérase vivo o que teña as características: Organización: Formado por células.
Reprodución: Capaz de xerar ou crear copias de si mesmo.
Crecemento: Capaz de aumentar no número de células que o compoñen ou no tamaño das mesmas.
Evolución: Capaz de modificar a súa estrutura e conduta co fin de adaptarse mellor ao medio no que se desenvolve.
Homeostase: Utiliza enerxía para manter o equilibrio e a harmonía do medio interno constante.
Movemento: Desprazamento mecánico dalgunha ou todas as súas partes compoñentes, Enténdese como movemento os tropismos das plantas, e mesmo ao desprazamento de distintas estruturas ao longo do citoplasma.
Unha entidade coas propiedades indicadas previamente é considerado un organismo.
As tres funcións básicas de todos os seres vivos
Todos os seres vivos sobre a face da Terra realizan tres funcións básicas, relación, nutrición e reprodución. Exclúese desta definición aos virus pois non son capaces de realizar as tres, unicamente relaciónanse, no entanto, realizan todas unha vez que infectan á célula obxectivo e son capaces de manipular a súa maquinaria celular. Outros procesos chave que deben realizar todos os organismos vivos son: O metabolismo, ter unha membrana celular e realizar a duplicación xenética, para poder sobrevivir no ambiente que os rodea.
Que non é vida
Non é vida calquera estrutura do tipo que sexa (aínda que conteña ADN ou ARN) incapaz de establecer un equilibrio homeostático (virus, virións, prións, células canceríxenas ou calquera outra forma de reprodución) e incapaz de manifestar unha forma estable retroalimentaria sustentable co medio, e provoque o colapso termodinámico.
Pódese concluír que unha célula está viva, cando posúe un sistema de regulación homeostática relativa a ela mesma, pero se non conta co devandito sistema, a célula é un parasito incapaz de sustentar e ostentar vida por si mesma, polo tanto non forma parte dun organismo vivo, consome recursos e pon en perigo a sostibilidade do medio no cal se manifesta.
Vida na Terra
A existencia de vida, e concretamente a vida terrestre, pode definirse con máis especificidade indicando, entre outras cousas, que os seres vivos son sistemas químicos cuxo fundamento son cadeas de átomos de carbono ricas en hidróxeno que se distribúen en compartimentos cheos de disolucións acuosas e separados por membranas funcionalmente asimétricas cuxa zona interior é hidrófoba; eses compartimentos constitúen células ou forman parte delas, as cales se orixinan por división de células anteriores, e permítese así o crecemento e tamén a reprodución dos individuos. Os sistemas vivos non forman un sistema continuo, pechado e hermético, senón unha multitude de sistemas discretos, que chamamos organismos. Orixe da vida
Non existe aínda ningún modelo consensual para a orixe da vida, mais a maioría dos modelos actualmente aceptados baséanse dunha forma ou doutra nas seguintes descubertas: Condicións prebióticas plausíbeis resultan na creación das moléculas orgánicas máis simple, como o demostrado pola experiencia de Urey-Miller.
Os fosfolípidos fórmanse espontaneamente duplas capas lípidas, a estrutura básica da membrana celular.
Procesos para a produción aleatoria de moléculas de ARN poden producir ribozimas capaces de se replicaren baixo determinadas condicións.
Existen moitas hipóteses diferentes no que respecta ao camiño percorrido das moléculas orgánicas simple ás protocélulas e ao metabolismo. A maioría das posibilidades tenden quer para a primacía dos xenes quer para a primacía do metabolismo; unha tendencia recente avanza modelos híbridos que combinan aspectos de ambas as abordaxes. A posibilidade de vida extraterrestre
Ata á data, a Terra é o único planeta do universo coñecido que sustenta vida. A cuestión da existencia da vida noutros lugares do universo permanece aberta, pero análises como a ecuación de Drake foron usadas para estimar a probabilidade dela para existir. Das innumerábeis reivindicacións de descuberta de vida noutros lugares do universo, ningunha sobreviviu ao escrutinio científico.
O máis próximo que a ciencia moderna chegou a descubrir de vida extraterrestre é a proba fósil de posíbel vida bacteriana en Marte (por vía do meteorito ALL84001). A procura de vida extraterrestre céntrase hoxe en día en planetas e lúas que se cre posúen ou posuíron auga no estado líquido. Datos recentes dos vehículos da NASA Spirit e Opportunity parecen apoiar a teoría de que Marte tivo no pasado auga na superficie (ver Vida en Marte para máis detalles). As lúas de Xúpiter son tamén consideradas boas candidatas para albergaren vida extraterrestre, especialmente Europa, que parece ter océanos de auga líquida.