Vida

Vida ( Biota / Vitae / Eobionti)
Las plantas en las montañas de Rwenzori , Uganda
Clasificación científica
Dominios y reinos
La vida en la Tierra : Acelular ( virus ) La vida celular Bacterias Archaea Eukarya Protista Hongos Plantae Animalia

Vida (cf. biota) es una característica que distingue objetos que tienen señalización y procesos autosostenibles de las que no lo hacen, ya sea porque estas funciones han dejado ( la muerte ), o bien porque carecen de tales funciones y se clasifican como inanimado. Biología es la ciencia dedicada al estudio de la vida.

Cualquier sistema de estar contigua se llama un organismo . Organismos sometidos a metabolismo, mantienen homeostasis, poseer una capacidad de crecer, responder a estímulos, reproducir y, a través de la selección natural , se adaptan a su medio ambiente de las generaciones sucesivas. Los organismos vivos más complejos pueden comunicarse a través de diversos medios. Una gran variedad de organismos vivos se puede encontrar en la biosfera de la Tierra , y las propiedades comunes a estos organisms- plantas , animales , hongos , protistas, arqueas y bacterias -son un carbono y agua -basada celular con forma compleja organización y heredable la información genética.

La evidencia científica sugiere que comenzó la vida en la Tierra aproximadamente 3,5 Hace millones de años. En un Institutos Nacionales de Salud estudio, los autores la hipótesis de que si la complejidad biológica aumentó exponencialmente durante la evolución , la vida en el universo podría haber comenzado "Hace 10 mil millones años" - más de 5 millones de años antes de que la Tierra existía. Sin embargo, el mecanismo por el cual la vida surgió en la Tierra es desconocida aunque muchas hipótesis se han formulado. Desde entonces, la vida se ha convertido en una gran variedad de formas, que los biólogos han clasificado en una jerarquía de taxones. La vida puede sobrevivir y prosperar en una amplia gama de condiciones. La sentido de la vida-su significado, origen, propósito y destino final-es un concepto central y pregunta en la filosofía y la religión . Tanto la filosofía y la religión han ofrecido interpretaciones en cuanto a cómo la vida se relaciona con existencia y conciencia, y sobre cuestiones conexas, como filosofía de la vida, el propósito, concepción de un dios o dioses, un alma o un otra vida. Las diferentes culturas a lo largo de la historia han tenido muy diversas aproximaciones a estos temas.

Aunque la existencia de la vida sólo se confirmó en la Tierra, muchos científicos creen que la vida extraterrestre no sólo es plausible, pero probable. Otros planetas y lunas del Sistema Solar han sido examinados para pruebas de tener vida sencilla, una vez admitido, y proyectos como SETI han tratado de detectar transmisiones de posibles civilizaciones extraterrestres. De acuerdo con la hipótesis de la panspermia, la vida en la Tierra pudo haber originado de los meteoritos que se propagan moléculas orgánicas o vida simple que primero se desarrollaron en otros lugares.

Las primeras teorías

Materialismo

Planta de crecimiento en el Hoh Selva

Las manadas de cebras y la recolección impala en el Maasai Mara llanura

Una foto aérea de tapetes microbianos de todo el Grand Prismatic Spring del Parque Nacional de Yellowstone

Algunas de las primeras teorías sobre la vida eran materialista, que sostiene que todo lo que existe es materia, y que la vida no es más que una forma compleja o disposición de la materia. Empédocles (430 aC) argumentaron que cada cosa en el universo se compone de una combinación de cuatro "elementos" eternas o "raíces de todos": tierra, agua, aire y fuego. Todo cambio se explica por la disposición y el reordenamiento de estos cuatro elementos. Las diversas formas de vida son causadas por una mezcla apropiada de elementos.

Demócrito (460 aC) creía que la característica esencial de la vida es tener un alma (psique). Al igual que otros escritores antiguos, que estaba tratando de explicar lo que hace que algo sea un ser vivo. Su explicación fue que los átomos de fuego hacen un alma en exactamente los mismos átomos manera y sin efecto cuenta por cualquier otra cosa. Se elabora en el fuego debido a la aparente conexión entre la vida y el calor, y porque el fuego se mueve.

Mundo de Platón de la eterna e inmutable Formularios, imperfectamente representados en cuestión por una divina Artesano, contrasta fuertemente con los distintos mecanicista Weltanschauungen, de los cuales atomismo era, en el siglo IV, al menos, el más destacado ... Este debate se mantuvo todo el mundo antiguo. Mecanismo atomista consiguió un tiro en el brazo de Epicuro ... mientras que el estoicos adoptó una teleología divina ... La elección parece simple: o bien mostrar cómo podría surgir un mundo ordinario estructurado de procesos no dirigidos, o inyectar inteligencia en el sistema.

-RJ Hankinson, causa y explicación en el pensamiento griego antiguo

El materialismo mecanicista que se originó en la antigua Grecia fue revivido y revisado por el filósofo francés René Descartes, quien sostuvo que los animales y los seres humanos eran conjuntos de piezas que juntas funcionaban como una máquina. En el siglo 19, los avances en teoría de la célula en la ciencia biológica animó este punto de vista. La evolución de la teoría de Charles Darwin (1859) es una explicación mecanicista de origen de las especies por medio de la selección natural .

Hilomorfismo

Hilomorfismo es una teoría (que se origina con Aristóteles (322 aC)) que todas las cosas son una combinación de materia y forma. Biología fue uno de sus principales intereses, y hay material biológico extensa en sus escritos existentes. En este punto de vista, todas las cosas en el universo material tienen tanto la materia y la forma, y la forma de un ser vivo es su alma (psique griego, latín anima). Hay tres tipos de almas: el alma vegetativa de las plantas, lo que los hace crecer y la decadencia y alimentan, pero no causa el movimiento y la sensación; el alma animal, lo que hace que los animales a moverse y sentir; y el alma racional, que es la fuente del conocimiento y el razonamiento, que (Aristóteles creía) se encuentra sólo en el hombre. Cada alma superior tiene todos los atributos de la inferior. Aristóteles creía que mientras que la materia puede existir sin forma, la forma no puede existir sin la materia, por lo que el alma no puede existir sin el cuerpo.

Esta cuenta es consistente con explicaciones teleológicas de la vida, que representan fenómenos en términos de propósito o meta-direccionalidad. Por lo tanto, la blancura de la capa del oso polar se explica por su propósito de camuflaje. La dirección de la causalidad (desde el futuro al pasado) está en contradicción con la evidencia científica para la selección natural, lo que explica la consecuencia en términos de una causa anterior. Características biológicas se explican no mirando a los futuros resultados óptimos, pero mirando a la historia de la evolución pasada de una especie, lo que llevó a la selección natural de las características en cuestión.

Vitalismo

El vitalismo es la creencia de que el principio de la vida es no material. Esto originó con Stahl (siglo 17), y el sacudimiento llevado a cabo hasta mediados del siglo 19. Hizo un llamamiento a filósofos como Henri Bergson, Nietzsche , Wilhelm Dilthey, anatomistas como Bichat y químicos como Liebig. Vitalismo incluye la idea de que existe una diferencia fundamental entre el material orgánico e inorgánico, y la creencia de que el material orgánico sólo puede ser derivada de los seres vivos. Este fue refutada en 1828, cuando Friedrich Wöhler preparó urea a partir de materiales inorgánicos. Este La síntesis de Wöhler se considera el punto de partida de la moderna química orgánica . Es de importancia histórica porque por primera vez que un compuesto orgánico se produce a partir de inorgánicos reactivos.

Durante la década de 1850, Helmholtz, previsto por Mayer, demostró que no se pierde energía en el movimiento muscular, lo que sugiere que no hubo "fuerzas vitales" necesaria para mover un músculo. Estos resultados llevaron al abandono de interés científico en las teorías vitalistas, aunque la creencia persistió en teorías pseudocientíficas como la homeopatía, que interpreta las enfermedades y los riesgos de enfermedad causada por alteraciones en una fuerza o fuerza vital de vida hipotético.

Definiciones

Es un reto para los científicos y filósofos para definir la vida en términos inequívocos. Esto es difícil, en parte porque la vida es un proceso, no una sustancia pura. Cualquier definición debe ser lo suficientemente amplia como para abarcar toda la vida con la que estamos familiarizados, y debe ser lo suficientemente general para incluir la vida que pueden ser fundamentalmente diferente de la vida en la Tierra.

Biología

Dado que no existe una definición inequívoca de la vida, la comprensión actual es descriptivo. La vida se considera una característica de organismos que exhiben todos o la mayoría de los siguientes:

1. Homeostasis: regulación del ambiente interno para mantener un estado constante; por ejemplo, la concentración de electrolitos o sudar para reducir la temperatura.
2. Organización: Ser estructuralmente compone de una o más células - las unidades básicas de la vida.
3. Metabolismo: La transformación de la energía mediante la conversión de los productos químicos y energía en los componentes celulares ( anabolismo) y materia orgánica en descomposición ( catabolismo). Los seres vivos requieren energía para mantener la organización interna (homeostasis) y para producir los otros fenómenos asociados con la vida.
4. Crecimiento: Mantenimiento de una mayor tasa de anabolismo de catabolismo. Un organismo en crecimiento aumenta de tamaño en todas sus partes, en lugar de simplemente la acumulación de materia.
5. Adaptación: La capacidad de cambiar el tiempo en respuesta al medio ambiente. Esta capacidad es fundamental para el proceso de evolución y se determina por el organismo de la herencia, la dieta y los factores externos.
6. Responder a estímulos: Una respuesta puede tomar muchas formas, desde la contracción de un organismo unicelular a los productos químicos externos, a las reacciones complejas que involucran todos los sentidos de los organismos multicelulares. Una respuesta se expresa a menudo por el movimiento; por ejemplo, las hojas de una planta volviéndose hacia el sol ( fototropismo), y quimiotaxis.
7. Reproducción: La capacidad de producir nuevos organismos individuales, o bien asexualmente a partir de un único organismo parental, o sexualmente de dos organismos de padres.

Estos procesos complejos, llamados funciones fisiológicas, tienen bases físicas y químicas subyacentes, así como mecanismos de señalización y control que son esenciales para el mantenimiento de la vida.

Alternativas

Para reflejar los fenómenos mínimo requerido, se han propuesto otras definiciones biológicos de la vida, muchos de éstos se basan en sistemas químicos. Biofísicos han comentado que los seres vivos funcionan en entropía negativa. En otras palabras, los procesos vivos pueden ser vistos como un retraso de la espontánea difusión o dispersión de la energía interna de las moléculas biológicas hacia una mayor potencial microestados. En más detalle, de acuerdo con los físicos tales como Juan Bernal, Erwin Schrodinger, Eugene Wigner, y John Avery, la vida es un miembro de la clase de fenómenos que son sistemas abiertos o continuas capaces de disminuir su interior entropía a expensas de sustancias o energía libre tomada desde el medio ambiente y posteriormente rechazada en una forma degradada. En un nivel superior, los seres vivos son sistemas termodinámicos que tienen una estructura molecular organizada. Es decir, la vida es asunto que pueda reproducirse y evolucionar como dicta la supervivencia. Por lo tanto, la vida es un sistema químico autosostenida capaz de experimentar La evolución darwiniana.

Otros toman un punto de vista sistémico, que no depende necesariamente de la química molecular. Una definición sistémica de la vida es que los seres vivos son auto-organización y autopoiético (auto-producir). Las variaciones de esta definición incluyen Definición de Stuart Kauffman como agente autónomo o una sistema multi-agente capaz de reproducirse o de ellos mismos, y de completar al menos un ciclo de trabajo termodinámico. La vida puede ser modelada como una red de inferior evaluaciones negativas de los mecanismos de regulación subordinados a un superior retroalimentación positiva formada por el potencial de expansión y reproducción. Alternativamente, la vida puede decirse que constará de cosas con la capacidad para el metabolismo y el movimiento, o que la vida es auto-reproducción "con variaciones" o "con una tasa de error por debajo del umbral de sostenibilidad."

Los virus

Micrografía electrónica de icosaédrica adenovirus

Los virus son los más a menudo se consideran replicadores en lugar de las formas de vida. Ellos han sido descritos como "organismos en el borde de la vida", ya que poseen genes, evolucionan por selección natural, y se replican mediante la creación de múltiples copias de sí mismos a través de auto-ensamblaje. Sin embargo, los virus no metabolizan y requieren de una célula huésped para fabricar nuevos productos. Virus autoensamblaje en células huésped tiene implicaciones para el estudio de la origen de la vida, ya que puede apoyar la hipótesis de que la vida podría haber comenzado como moléculas orgánicas de autoensamblaje.

Vivir las teorías de sistemas

La idea de que la Tierra está viva se encuentra en la filosofía y la religión, pero la primera discusión científica era por el científico escocés James Hutton. En 1785, declaró que la Tierra era un superorganismo y que su estudio adecuado debería ser fisiología. Hutton es considerado el padre de la geología , pero su idea de una Tierra viva fue olvidado en el intenso reduccionismo del siglo 19. La Hipótesis de Gaia, propuesto en 1960 por el científico James Lovelock, sugiere que la vida en la Tierra funciona como un solo organismo que define y mantiene las condiciones ambientales necesarias para su supervivencia.

El primer intento de un general vivir la teoría de sistemas para explicar la naturaleza de la vida fue en 1978, por el biólogo estadounidense James Grier Miller. Una teoría general de este tipo, que surjan de las ecológicas y las ciencias biológicas , intenta asignar principios generales para el funcionamiento de todos los sistemas vivos. En vez de examinar los fenómenos, tratando de romper las cosas en sus partes componentes, una teoría general de sistemas de vida explora los fenómenos en términos de patrones dinámicos de las relaciones de los organismos con su medio ambiente. Robert Rosen (1991) construidas sobre esta mediante la definición de un componente del sistema como "una unidad de organización; una parte con una función, es decir, una relación definida entre la parte y el todo." De este y otros conceptos de partida, desarrolló una "teoría relacional de sistemas" que trata de explicar las propiedades especiales de la vida. Específicamente, él identificó el "nonfractionability de componentes en un organismo" como la diferencia fundamental entre los sistemas vivos y "máquinas biológicas."

Una visión sistémica de la vida trata del medio ambiente flujos y flujos biológicos juntos como una "reciprocidad de influencia", y una relación recíproca con el medio ambiente es sin duda tan importante para la comprensión de la vida como lo es para la comprensión de los ecosistemas. Como Harold J. Morowitz (1992) explica que, la vida es una propiedad de un sistema ecológico en lugar de un único organismo o especie. Argumenta que una definición ecosistémica de la vida es preferible a uno estrictamente bioquímico o física. Robert Ulanowicz (2009) destaca el mutualismo como la clave para entender el comportamiento sistémico, el orden de generación de la vida y los ecosistemas.

Los sistemas complejos biología (CSB) es un campo de la ciencia que estudia el surgimiento de la complejidad en organismos funcionales desde el punto de vista teoría de los sistemas dinámicos. Este último es a menudo llamado también biología de sistemas y objetivos para entender los aspectos más fundamentales de la vida. Un enfoque muy relacionado con CSB y la biología de sistemas, llamada biología relacional, se refiere principalmente a los procesos de comprensión de la vida en términos de la más importante las relaciones, y las categorías de tales relaciones entre los componentes funcionales esenciales de los organismos; para los organismos multicelulares, este ha sido definido como "biología categórica", o un modelo de representación de organismos como categoría teoría de las relaciones biológicas, y también un topología algebraica del organización funcional de los organismos vivos en términos de su dinámica, compleja redes de metabólico, genético, procesos epigenéticos y las vías de señalización.

También se ha argumentado que la evolución de la orden en los sistemas vivos y ciertos sistemas físicos obedecer un principio fundamental común denomina dinámica darwiniana. La dinámica darwiniana fue formulado por primera teniendo en cuenta cómo macroscópica fin se genera en un sistema no biológico sencillo lejos del equilibrio termodinámico, y luego se extiende en consideración resumen, la replicación de las moléculas de ARN. El proceso de generación de orden subyacente para ambos tipos de sistema se llegó a la conclusión de ser básicamente similar.

Origen

La evidencia sugiere que la vida en la Tierra ha existido por alrededor de 3.7 mil millones de años, con los restos más antiguos de la vida encuentran en los fósiles que datan de 3400 millones años. Todas las formas de vida conocidas comparten mecanismos moleculares fundamentales, lo que refleja su descendencia común; sobre la base de estas observaciones, las hipótesis sobre el origen de la vida intento de encontrar un mecanismo para explicar la formación de una ancestro común universal, desde simples moléculas orgánicas a través de la vida pre-celular para protocélulas y metabolismo. Los modelos han sido divididos en "genes primero" y "metabolismo primero" categorías, pero una tendencia reciente es la aparición de modelos híbridos que combinan ambas categorías.

No hay consenso científico actual en cuanto a cómo se originó la vida. Sin embargo, los modelos científicos más aceptadas se basan en las siguientes observaciones:

• La Experimento Miller-Urey, y el trabajo de Sidney Fox, muestran que las condiciones en la Tierra primitiva favorecieron reacciones químicas que sintetizan aminoácidos y otros compuestos orgánicos a partir de precursores inorgánicos.
• Los fosfolípidos forman espontáneamente bicapas lipídicas, la estructura básica de una membrana celular.

Los organismos vivos sintetizan las proteínas , que son polímeros de aminoácidos utilizando instrucciones codificadas por el ácido desoxirribonucleico (ADN). La síntesis de proteínas implica intermediario ácido ribonucleico (ARN) polímeros. Una posibilidad de cómo comenzó la vida es que los genes se originaron primero, seguido de las proteínas; siendo la alternativa de que las proteínas llegaron primero y luego genes.

Sin embargo, ya que los genes y las proteínas ambos son necesarios para producir la otra, el problema de considerar qué fue primero es como la de la huevo o la gallina. La mayoría de los científicos han adoptado la hipótesis de que a causa de esto, es poco probable que los genes y proteínas surgieron de forma independiente.

Por lo tanto, una posibilidad, sugerida por primera vez por Francis Crick , es que el primero se basó en la vida ARN, que tiene las propiedades de ADN como de almacenamiento de la información y las catalíticos propiedades de algunas proteínas. Esto se llama el Hipótesis del mundo de ARN, y es apoyada por la observación de que muchos de los componentes más críticos de las células (las que evolucionan más lentamente) están compuestas en su mayoría o en su totalidad de ARN. Además, muchos cofactores críticos ( ATP , La acetil-CoA, NADH, etc.) son o bien nucleótidos o sustancias claramente relacionados con ellos. Las propiedades catalíticas de ARN aún no habían sido demostrada cuando se propuso por primera vez la hipótesis, pero fueron confirmados por Thomas Cech en 1986.

Un problema con la hipótesis del mundo de ARN es que la síntesis de RNA a partir de precursores inorgánicos simples es más difícil que para otras moléculas orgánicas. Una razón para esto es que los precursores de ARN son muy estables y reaccionan entre sí muy lentamente en condiciones ambientales, y también se ha propuesto que los organismos vivos consistían en otras moléculas antes de ARN. Sin embargo, la síntesis exitosa de ciertas moléculas de ARN en las condiciones que existían antes de la vida en la Tierra se ha logrado mediante la adición de precursores alternativos en un orden especificado con el precursor fosfato presente durante toda la reacción. Este estudio hace que la hipótesis del mundo de ARN más plausible.

En 2009, los experimentos demostraron La evolución darwiniana de un sistema de dos componentes de enzimas de ARN ( ribozimas) in vitro. El trabajo se realizó en el laboratorio de Gerald Joyce, quien declaró: "Este es el primer ejemplo, en las afueras de la biología, de la adaptación evolutiva en un sistema genético molecular."

NASA hallazgos en 2011, basándose en estudios con meteoritos encontrados en la Tierra , sugieren ADN componentes y ARN ( adenina, guanina y moléculas orgánicas relacionados) puede estar formado en extraterrestrially espacio exterior.

Condiciones

Las cianobacterias cambiado dramáticamente la composición de formas de vida en la Tierra, llevando a la casi extinción de organismos de oxígeno intolerante.

La diversidad de la vida en la Tierra es el resultado de la interacción dinámica entre la oportunidad genética , capacidad metabólica, retos medioambientales, y simbiosis. Durante la mayor parte de su existencia, el medio ambiente habitable de la Tierra ha sido dominada por microorganismos y sometido a su metabolismo y evolución. Como consecuencia de estas actividades microbianas, el ambiente físico-químico en la Tierra ha ido cambiando en una escala de tiempo geológico , afectando así el camino de la evolución de la vida posterior. Por ejemplo, la liberación de molecular de oxígeno por cianobacterias como un subproducto de la fotosíntesis inducida por los cambios globales en el ambiente de la Tierra. Puesto que el oxígeno era tóxico para más vida en la Tierra en ese momento, esto planteaba nuevos retos evolutivos, y en última instancia, dio lugar a la formación de las principales especies animales y vegetales del planeta. Esta interacción entre los organismos y su medio ambiente es una característica inherente de los sistemas vivos.

Todas las formas de vida requieren ciertos núcleos elementos químicos necesarios para la bioquímica funcionamiento. Estos incluyen carbono , hidrógeno , nitrógeno , oxígeno, fósforo , y azufre -el elementales macronutrientes para todos los organismos, a menudo representados por los CHNOPS acrónimo. En conjunto, estos constituyen ácidos nucleicos, proteínas y lípidos , la mayor parte de la materia viva. Cinco de estos seis elementos comprenden los componentes químicos del ADN, siendo el azufre excepción. Este último es un componente de los aminoácidos cisteína y metionina. La biológicamente abundante de estos elementos más es el carbono, que tiene el atributo deseable de formar múltiples, estable enlaces covalentes. Esto permite que las moléculas (orgánicos) a base de carbono para formar una inmensa variedad de arreglos químicos. Alternativa Se han propuesto tipos hipotéticos de bioquímica que eliminan uno o más de estos elementos, intercambiar un elemento para uno no en la lista, o el cambio requerido quiralidades u otras propiedades químicas.

Rango de tolerancia

Los componentes inertes de un ecosistema son los factores físicos y químicos necesarios para la vida - la energía (luz solar o la energía química ), agua, temperatura, atmósfera , gravedad, nutrientes , y ultravioleta protección contra la radiación solar. En la mayoría de los ecosistemas, las condiciones varían durante el día y de una temporada a la siguiente. Vivir en la mayoría de los ecosistemas, a continuación, los organismos deben ser capaces de sobrevivir a una serie de condiciones, que se llama "margen de tolerancia". Fuera de ese son las "zonas de estrés fisiológico", donde son posibles pero no óptima la supervivencia y la reproducción. Más allá de estas zonas son las "zonas de intolerancia", donde es poco probable o imposible la supervivencia y reproducción de ese organismo. Los organismos que tienen una amplia gama de tolerancia son más ampliamente distribuidos de organismos con un estrecho rango de tolerancia.

Deinococcus radiodurans es una extremófilos que pueden resistir condiciones extremas de frío, deshidratación al vacío, ácido, y exposición a la radiación.

Para sobrevivir, los microorganismos seleccionados pueden asumir formas que les permiten resistir congelación, la desecación completa, hambre, altos niveles de exposición a la radiación, y otros problemas físicos o químicos. Estos microorganismos pueden sobrevivir a la exposición a las condiciones de semanas, meses, años o incluso siglos. Los extremófilos son formas de vida microbianas que se desarrollan fuera de los intervalos donde la vida se encuentra comúnmente. Sobresalen en la explotación de las fuentes comunes de energía. Mientras que todos los organismos están compuestos por casi idénticos moléculas , la evolución ha permitido a tales microbios para hacer frente a esta amplia gama de condiciones físicas y químicas. Caracterización de la la estructura y la diversidad metabólica de las comunidades microbianas en tales ambientes extremos está en curso.

El 17 de marzo de 2013, los investigadores informaron datos que sugerían formas de vida microbianas prosperan en la Fosa de las Marianas, el punto más profundo de la Tierra. Otros investigadores informaron estudios relacionados que los microbios prosperan en el interior de las rocas de hasta 1.900 metros por debajo del fondo del mar bajo 8.500 metros de océano frente a las costas del noroeste de los Estados Unidos. Según uno de los investigadores, "Usted puede encontrar microbios en todas partes - que son muy adaptables a las condiciones, y sobrevivir en cualquier lugar."

Investigación de la tenacidad y la versatilidad de la vida en la Tierra, así como la comprensión de los sistemas moleculares que algunos organismos utilizan para sobrevivir a esos extremos, es importante para la búsqueda de vida fuera de la Tierra . En abril de 2012, los científicos informaron que los líquenes podrían sobrevivir y reproducirse en un simulado Ambiente marciano.

Forma y función

Las células son la unidad básica de la estructura de todo ser viviente, y todas las células provienen de células preexistentes por división. Teoría celular fue formulado por Henri Dutrochet, Theodor Schwann, Rudolf Virchow y otros durante el siglo XIX, y posteriormente llegaron a ser ampliamente aceptadas. La actividad de un organismo depende de la actividad total de sus células, con flujo de energía que ocurren dentro de y entre ellos. Las células contienen información hereditaria que se lleva adelante como genética código durante la división celular.

Hay dos tipos primarios de células. Los procariotas carecen de una núcleo y otra unida a la membrana orgánulos, aunque tienen ADN circular y ribosomas. Las bacterias y Las arqueas son dos dominios de procariotas. El otro tipo principal de células son las eucariotas , que tienen núcleos distintos unidos por una membrana nuclear y orgánulos de membrana, incluyendo las mitocondrias , cloroplastos, lisosomas, áspero y suave retículo endoplasmático, y vacuolas. Además, poseen cromosomas que almacenan material genético organizados. Todas las especies de grandes organismos complejos son eucariotas, incluyendo animales, plantas y hongos, aunque la mayoría de especies de eucariota son protista microorganismos. El modelo convencional es que los eucariotas evolucionaron a partir de los procariotas, con los principales orgánulos de las eucariotas forman a través de endosimbiosis entre las bacterias y la célula eucariota progenitor.

Los mecanismos moleculares de biología celular se basan en proteínas . La mayoría de estos son sintetizados por los ribosomas a través de una proceso catalizada por la enzima llamada la biosíntesis de proteínas. Una secuencia de aminoácidos se monta y se unieron basa en la expresión del gen de ácido nucleico de la célula. En las células eucariotas, a continuación, estas proteínas pueden ser transportados y procesados a través de la Aparato de Golgi, en preparación para el envío a su destino.

Las células se reproducen a través de un proceso de la división celular en la que la célula madre se divide en dos o más células hijas. Para procariotas, la división celular se produce a través de un proceso de de fisión en el que se replica el ADN, a continuación, las dos copias se unen a partes de la membrana celular. En eucariotas , un proceso más complejo de mitosis es seguido. Sin embargo, el resultado final es el mismo; las copias de células resultantes son idénticos entre sí y a la célula original (excepto para mutaciones), y ambos son capaces de un nuevo fraccionamiento tras una período de interfase.

Los organismos multicelulares pueden haber evolucionado primero a través de la formación de colonias de células similares. Estas células pueden formar organismos de grupo a través de la adhesión celular. Los miembros individuales de una colonia son capaces de sobrevivir por su cuenta, mientras que los miembros de un organismo multicelular verdad han desarrollado especialidades, por lo que depende del resto del organismo para sobrevivir. Tales organismos se forman clonal o de un único células germinales que es capaz de formar las diversas células especializadas que forman el organismo adulto. Esta especialización permite a los organismos multicelulares para explotar los recursos de manera más eficiente que las células individuales.

Las células han desarrollado métodos para percibir y responder a su microambiente, mejorando así su capacidad de adaptación. La señalización celular coordina las actividades celulares, y por lo tanto regula las funciones básicas de los organismos multicelulares. La señalización entre células puede ocurrir a través del contacto directo de las células utilizando juxtacrine de señalización, o indirectamente a través del intercambio de agentes como en el sistema endocrino. En los organismos más complejos, la coordinación de las actividades puede ocurrir a través de un dedicado sistema nervioso.

Clasificación

La jerarquía de la clasificación biológica 's ocho grandes taxonómica filas. La vida se divide en dominios, que se subdividen en otros grupos. No se muestran los rankings de menores intermedios.

El primer intento conocido de clasificar los organismos se llevó a cabo por el filósofo griego Aristóteles (384-322 aC), que clasifica todos los organismos vivos conocidos en ese momento, ya sea como una planta o un animal de , basada principalmente en su capacidad para moverse. También se distinguió animales con sangre de animales sin sangre (o al menos sin sangre de color rojo), que se pueden comparar con los conceptos de los vertebrados y los invertebrados respectivamente, y divide los animales de sangre en cinco grupos: los cuadrúpedos vivíparos ( mamíferos ), cuadrúpedos ovíparos ( reptiles y anfibios), aves , peces y ballenas. Los animales sin sangre también se dividieron en cinco grupos: cefalópodos, crustáceos , insectos (que incluía las arañas , escorpiones, y ciempiés, además de lo que definimos como insectos en la actualidad), animales (como la mayoría bombardearon moluscos y equinodermos) y " zoofitos. "La obra de Aristóteles en zoología Aunque no estuvo exento de errores, fue la síntesis biológica más grande de la hora y se mantuvo la máxima autoridad durante muchos siglos después de su muerte.

La exploración de la Continente americano reveló un gran número de nuevas plantas y animales que necesitan descripciones y clasificación. En la última parte del siglo 16 y principios del 17, un estudio cuidadoso de los animales comenzó y se extendió poco a poco hasta que se formó un cuerpo de conocimientos suficiente para servir como una base anatómica para la clasificación. A finales de la década de 1740, Carolus Linnaeus introdujo su sistema de nomenclatura binomial para la clasificación de las especies. Linnaeus intentó mejorar la composición y reducir la longitud de los nombres-muchas redactado utilizados anteriormente mediante la supresión de retórica innecesaria, la introducción de nuevos términos descriptivos y definir con precisión su significado. Por constantemente utilizando este sistema, Linnaeus separado nomenclatura de taxonomía.

Los hongos fueron tratados originalmente como plantas. Durante un corto período Linneo les había clasificado en el taxón Vermes en Animalia, pero luego los colocaron de nuevo en Plantae. Copeland clasifica los Hongos en su Protoctista, evitando así parcialmente el problema, sino el reconocimiento de su estatus especial. El problema fue finalmente resuelto por Whittaker, cuando les dio su propio reino en su sistema de cinco reinos. Historia evolutiva muestra que los hongos están más estrechamente relacionados a los animales que a las plantas.

A medida que nuevos descubrimientos permitieron estudio detallado de las células y microorganismos, los nuevos grupos de la vida fueron revelados, y los campos de la biología celular y se creó la microbiología. Estos nuevos organismos fueron descritas originalmente por separado en protozoos como animales y protophyta / Thallophyta como plantas, pero estaban unidos por Haeckel en el reino Protista; después, el procariotas se separaron en el reino Monera, que finalmente se dividió en dos grupos separados, las bacterias y la Archaea. Esto condujo a la sistema de seis reino y, finalmente, a la corriente sistema de tres dominios, que se basa en las relaciones evolutivas. Sin embargo, la clasificación de los eucariotas, especialmente de los protistas, sigue siendo controvertido.

Como microbiología, biología molecular y virología desarrollado, se descubrieron agentes reproduciéndose no celulares, tales como virus y viroides. Ya sea que estos son considerados con vida ha sido un tema de debate; virus carecen de características de la vida, tales como las membranas celulares, el metabolismo y la capacidad de crecer o responder a sus entornos. Los virus todavía se pueden clasificar en "especie" en función de su biología y la genética , pero muchos aspectos de dicha clasificación siguen siendo controvertidas.

En los años 1960 una tendencia llama cladística surgieron, la organización de los taxones basado en clados en una árbol evolutivo o filogenético.

Vida extraterrestre

Hipótesis de la panspermia mostrando bacterias está llevando a la Tierra por un cometa

La Tierra es el único planeta conocido que alberga vida. Otros lugares dentro del Sistema Solar que pueden albergar vida incluyen subsuelo Marte, la atmósfera de Venus, y el subsuelo océanos en algunos de los lunas de losgigantes gaseososplanetas. La ecuación de Drake, que predice el número de civilizaciones extraterrestres en nuestra galaxia con la que podríamos entrar en contacto, se ha utilizado para analizar la probabilidad de vida en otros lugares, pero muchas de las variables en esta ecuación son difíciles de estimación.

La región alrededor de una estrella de secuencia principal que podrían albergar vida similar a la Tierra en un planeta parecido a la Tierra que se conoce como zona habitable. Los radios interior y exterior de esta zona varía con la luminosidad de la estrella, al igual que el intervalo de tiempo durante el cual la zona sobrevive . Estrellas más masivas que el Sol tiene una zona habitable más grande, pero permanecen en la secuencia principal durante un intervalo de tiempo más corto. Las pequeñas enanas rojas estrellas tienen el problema opuesto, con una zona habitable más pequeña que está sujeto a los niveles más altos de actividad magnética y los efectos del bloqueo de las mareas de órbitas cercanas. Por lo tanto, las estrellas en el rango de masa intermedia, como el Sol pueden tener una mayor probabilidad para la vida como la Tierra para desarrollar. La ubicación de la estrella en una galaxia también puede tener un impacto en la probabilidad de formación de la vida. Estrellas en las regiones con una mayor abundancia de elementos más pesados ​​que pueden formar planetas, en combinación con una baja tasa de hábitat potencialmente perjudiciales de supernovas eventos, se predice que tienen una mayor probabilidad de albergar planetas con vida compleja.

Panspermia, también llamado exogénesis, es la hipótesis de que la vida se originó en otras partes del universo y posteriormente trasladado a la Tierra en forma de esporas a través de meteoritos, cometas o polvo cósmico. Por el contrario, la vida terrestre se puede sembrar en otros sistemas solares a través de la panspermia dirigida, para asegurar y ampliar algunas formas de vida terrestres. experimentos Astroecology con meteoritos muestran que los asteroides de Marte y materiales cometarios son ricos en elementos inorgánicos y pueden ser suelos fértiles para microbios, algas y vida de las plantas, para la vida pasada y futura en nuestros y de otros sistemas solares.

Investigación

En octubre de 2011, los científicos encontraron utilizando espectroscopia de que el polvo cósmico contiene materia orgánica compleja (en concreto, aromatic- los sólidos orgánicos alifáticos) que se podrían crear de forma natural y rápida, por las estrellas. Los compuestos son tan complejos que sus estructuras químicas se parecen a la composición del carbón y el petróleo ; tal complejidad química se pensaba previamente a surgir sólo de los organismos vivos. Estas observaciones sugieren que los compuestos orgánicos introducidos en la Tierra por partículas de polvo interestelares podrían servir como ingredientes básicos para la vida debido a sus superficie catalítica actividades.

En septiembre de 2012, científicos de la NASA informaron que hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), sometidos a medio interestelar (ISM) condiciones, se transforman, a través de la hidrogenación , oxigenación y hidroxilación, a más complejos orgánicos - "un paso en el camino hacia los aminoácidos y nucleótidos, las materias primas deproteínasyADN, respectivamente ". Además, como resultado de estas transformaciones, los PAHs pierden sufirma espectroscópicaque podría ser una de las razones "para la falta de detección de PAH en hielo interestelar granos, en particular de las regiones exteriores de frío, nubes densos o las capas moleculares superiores de discos protoplanetarios ".

El 29 de agosto de 2012, los astrónomos en Universidad de Copenhague informó de la detección de una molécula específica de azúcar, glicolaldehıdo, en un sistema estelar lejano. La molécula se encuentra en todo el IRAS 16293-2422 protoestelares binarios, que se encuentra a 400 años luz de la Tierra. Se necesita para formar glicolaldehído ácido ribonucleico, o ARN, que es similar en función a ADN . Este hallazgo sugiere que las moléculas orgánicas complejas se pueden formar en sistemas estelares antes de la formación de los planetas, llegando finalmente en planetas jóvenes tempranas en su formación.

Muerte

Cadáveres de animales, como estebúfalo africano, son reciclados por elecosistema, el suministro de energía y nutrientes para los seres vivos

La muerte es el cese permanente de todas las funciones vitales o procesos de la vida en un organismo o célula. Puede ocurrir como resultado de un accidente, condiciones médicas , interacción biológica, la desnutrición , el envenenamiento , la senescencia o suicidio. Después de la muerte, los restos de un organismo vuelva a introducir los ciclo biogeoquímico. organismos pueden ser consumida por una depredador o una carroñero y restos de materia orgánica pueden entonces ser descompuestos aún más por los detritívoros, organismos que reciclan detritus, devolviéndolo al medio ambiente para su reutilización en el cadena de comida.

Uno de los retos en la definición de la muerte está en la distingue de la vida. La muerte parece hacer referencia a la vida momento termina, o cuando el estado que sigue la vida comienza. Sin embargo, determinar cuando se ha producido la muerte requiere la elaboración límites conceptuales precisas entre la vida y la muerte. Esto es problemático, sin embargo, porque hay poco consenso sobre cómo definir la vida. La naturaleza de la muerte ha sido durante milenios una preocupación central de las tradiciones religiosas del mundo y de la investigación filosófica. Muchas religiones mantienen la fe, ya sea en una especie de otra vida o la reencarnación del alma, o resurrección del cuerpo en una fecha posterior.

La extinción es el proceso por el cual un grupo de taxones o especies se extingue, la reducción de la biodiversidad. En el momento de la extinción es generalmente considerado como la muerte del último individuo de esa especie. Debido a que el potencial de una especie gama puede ser muy grande, la determinación de este momento es difícil, y por lo general se realiza a posteriori después de un período de aparente ausencia. Especies se extinguen cuando ya no son capaces de sobrevivir en el cambio de hábitat o en contra de la competencia superior. En la historia de la Tierra , más del 99% de todas las especies que han vivido han extinguido; sin embargo, extinciones masivas pueden haber acelerado la evolución, proporcionando oportunidades para los nuevos grupos de organismos para diversificar.

Los fósiles son los restos conservados o restos de animales, plantas y otros organismos del pasado remoto. La totalidad de los fósiles, tanto en descubierto y por descubrir, y su colocación en la contención de fósiles de rocas y formaciones sedimentarias capas ( estratos) es conocido como el registro fósil. un espécimen conservado se llama un fósil si es más antigua que la fecha arbitraria de hace 10.000 años. Por lo tanto, los fósiles tienen edades comprendidas entre los más jóvenes en el inicio de la Holoceno hasta el más antiguo de la Arcaica Eon, hasta 3,4 mil millones de años de antigüedad.

La vida artificial

La vida artificial es un campo de estudio que examina los sistemas relacionados con la vida, sus procesos, y su evolución a través de simulaciones con modelos informáticos, la robótica y la bioquímica . El estudio de la vida artificial imita la biología tradicional recreando algunos aspectos de los fenómenos biológicos. Los científicos estudian la lógica de los sistemas vivos mediante la creación de ambientes artificiales-que buscan entender el complejo de procesamiento de información que define este tipo de sistemas. Mientras que la vida es, por definición, vivo, la vida artificial se conoce generalmente como datos confinadas a un entorno digital y la existencia.

La biología sintética es una nueva área de investigación biológica y la tecnología que combina la ciencia y la ingeniería biológica. El objetivo común es el diseño y construcción de nuevas funciones biológicas y sistemas que no se encuentran en la naturaleza. La biología sintética incluye el amplio redefinición y expansión de la biotecnología , con el objetivo final de poder diseñar y construir sistemas biológicos de ingeniería que procesan la información, manipular productos químicos, fabricar materiales y estructuras, producir energía, proporcionar alimentos, y mantener y mejorar la salud humana y nuestro ambiente.