Vida
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 Las tres edades de la vida y la muerte. |
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| Niveles estructurales de la vida | Ciencia |
|---|---|
| Fermión | Física cuántica |
| Átomo | Física |
| Molécula | Física molecular |
| Célula | Citología |
| Tejido | Histología |
| Órgano | Medicina |
| Sistema | Medicina |
| Organismo | Fisiología |
| Población | Ecología |
| Comunidad | Ecología |
| Ecosistema | Ecología |
| Biosfera | Ecología |
La vida (del latín vita) se define como la estructura molecular capaz de establecer un soporte material de transferencia energética homeostática, cuando es estimulada por el medio en condiciones favorables.
Dicha estructura es un esquema energético que establecen las reacciones necesarias para obtener una estructura homeostática. Ésta es la base que permitirán ir montando las estructuras materiales vivas. Una estructura viva comprende un organismo.
No es vida cualquier otra estructura del tipo que sea (aunque contenga ADN y/o ARN) si no es capaz de establecer un equilibrio homeostático (Virus, células cancerígenas o cualquier otra forma de reproducción que no sea capaz de manifestar una forma estable retroalimentaria sostenible con el medio, y provoque el colapso termodinámico). Así se puede concluir que, una célula está viva, pues posee una regulación homeostática relativa a ella misma, pero si no pertenece a un organísmo homeostático, no forma parte de un organismo vivo, consume recursos y pone en peligro la sostenibilidad del medio en el cual se manifiesta.
¿Esto es extrapolable al ser humano?, difícilmente, pues no se reconoce que un ecosistema sea un sistema homeostático, aunque sí es un sistema retroalimentado, siendo el ser humano el principal desequilibrador de la retroalimentación natural del ecositema actual.
Tabla de contenidos |
[editar] Definiciones de Vida
Un organismo vivo es aquel, compuesto por materia orgánica (C,H,O,N,S,P), capaz de llevar a cabo funciones tales como comer, metabolizar, excretar, respirar, moverse, crecer, reproducirse y responder a estímulos externos.
Pero tales funciones no son del todo determinantes. Por ejemplo, ciertas bacterias quimiosintéticas anaerobias estrictas no realizan la respiración. Hoy en día esta definición no se ajusta correctamente y, a pesar de su popularidad inicial, ha sido ya desechada.
Un sistema vivo es un objeto con una frontera definida que continuamente intercambia sustancias con el medio circundante sin alterarse.
También ha sido rechazada por no poder incluir objetos vivos tales como las semillas, las esporas, o bacterias encapsuladas en estado de latencia. Y también por definir como vivos entidades tales como el fuego.
Todo organismo vivo contiene información hereditaria reproducible codificada en los ácidos nucleicos los cuales controlan el metabolismo celular a través de unas moléculas (proteínas) llamadas enzimas que catalizan o inhiben las diferentes reacciones biológicas.
A pesar de ser más precisa y acertada, tampoco se la considera una definición válida ya que excluye la vida fuera de la química que conocemos y, por ejemplo, la imposibilita en el campo cibernético o en una química distinta; algo que, hasta ahora, no se ha demostrado.
La vida es todo sistema capaz de evolucionar por selección natural.
Una vez más, tal definición no es aceptada por muchos biólogos ya que incluye los virus dentro del grupo de los seres vivos y podría en un futuro introducir algún virus informático polimórfico que incluyera algún tipo de rutina avanzada de evolución darwiniana. Por supuesto nadie diría que tal programa de ordenador fuera un sistema vivo.
Los sistemas vivos son regiones localizadas donde se produce un continuo incremento de orden sin intervención externa.
Esta definición, quizá la mejor y más completa, nace de la nueva y mejor comprensión del Universo que se ha tenido en este último siglo. Se basa en el segundo principio de la termodinámica, el cual dice que la entropía o desorden, del universo siempre aumenta.
Esta poderosa ley de la física nos dice que la tendencia natural de todo objeto material es aumentar su entropía, la vida es un sistema que iría en contra de esa tendencia. De hecho, es considerada por muchos científicos como un sistema físico-químico emergente extraordinariamente complejo. El aumento de orden en un sistema vivo no incumpliría el citado principio termodinámico en forma global, ya que ello se hace siempre a expensas de un incremento de entropía en el Universo. Así pues, la vida formaría parte también de los llamados sistemas complejos. (véase complejidad biológica)
[editar] El origen de la vida
No existe un modelo para el origen de la vida, sin embargo los modelos científicos actuales aceptados se basan en los siguientes descubrimientos, los cuales son listados en el orden en el cuál han sido postulados:
- Condiciones prebióticas plausibles que resultaron en la formación de las pequeñas moléculas básicas para la vida. Esto ha sido demostrado en el experimento de Urey-Miller.
- Los fosfolípidos espontáneamente forman lípidos bicapa, que son la estructura básica de la membrana celular.
- Los procedimientos para producir moléculas aleatorias de ARN pueden producir ribosomas, las cuales son capaces de producir más de ellas mismas (reproducirse) bajo condiciones muy específicas.
Existen muchas hipótesis distintas sobre el camino que pudo haber tomado el origen de la vida para pasar desde moléculas simples orgánicas hasta constituir protocélulas y metabolismos diversos. Muchos modelos caen dentro de la categoría "genes primero" o la categoría "metabolismo primero", sin embargo la tendencia actual es la aparición de modelos híbridos que no caen en ninguna de las categorías anteriores.
[editar] Ejemplo de modelo híbrido
Las estructuras moleculares esenciales para la vida, se formaron y desarrollaron por aparecer en un preecosistema que así lo permitió, en su estado prebiótico. El origen de la vida es el resultado termodinámico del acoplamiento de diferentes átomos en un medio que fomentó la aparición de moléculas más complejas, pues termodinámicamente hablando era lo más óptimo, ofreciendo un bajo potencial energético (una molécula de adenina no es fisicamente reactiva, es estable en el tiempo, y poca utilidad tiene en una central eléctrica o en una reacción de fusión nuclear), pero alto potencial bioenergético (debidamente acoplada a una molécula de ribosa, forma un reactivo bioquímico muy potente). Según el medio iba cambiando, las estructuras también lo hacían, estableciendo un proceso evolutivo basado en una función retroalimentada: Las formas biológicas más primitivas establecen la formación de biomoléculas, basta un esquema simple molecular, que adecuadamente estimulado bioquímicamente hablando, pueden dar estructuras más complejas. Según el medio contuviese más o menos materia orgánica, las combinaciones moleculares darían combinaciones más complejas y con mayor potencial bioquímico. El primer microorganismo que apareciese aportaría al medio los desechos orgánicos que no necesitase, así como su propia estructura. Floreciendo este primer microorganismo, abriría el abaníco de posibilidades aun más. El alimento es la principal fuente de evolución de los seres vivos. De hecho, si la vida tiene la forma que tiene es porque es sostenible desde un punto de vista termodinámico. Las formas de vida que se alimentan de estructuras vivas, aportan a su sistema información de como ser energéticamente más adaptables. La fuente de alimento es el principal resorte de selección natural. Así se establece el ciclo retroalimentario de la siguiente manera: Las estructuras moleculares aportan al medio estructuras orgánicas homeostáticas, a su vez estas estructuras necesitan energía para mantenerse activas y son al mismo tiempo un aporte de variabilidad al entorno que les rodea. Por lo que la evolución no hubiera sido posible de no existir tanto un punto de inicio biomolecular, como estructuras homeostáticas que aporten al medio más información de como ser termodinámicamente óptimo. Todo este proceso es sostenible gracias al aporte energético de la estrella más cercana, el sol, y por la disipación de esa energía en el frío espacio, se establece un ciclo físico y posiblemente (como es el caso de la Tierra) biológico.
[editar] Astrobiología
Para deducir el tipo de vida que pueda existir en otros planetas, deberán observar el aporte energético de la estrella más cercana, pues si es demasiado, la energía aportada al planeta sera tan intensa que no será posible establecer moléculas biológicamente estables, si es escasa, las formas de vida quizás no se desarrollen más que a nivel bacteriano. Las condiciones físicas del planeta pueden influir en la cantidad de energía que llega de la estrella a su superficicie, y establecerán los cauces de la evolución biológica, pues de florecer este tipo de actividad, será capaz de influir en el medio, adaptarse al mismo y transformarlo. Solo ha de cumplir el requisito termodinámico: sostenibilidad entre el aporte y la disipación energética. Indudablemente su esquema biomolecular será el resultado de las condiciones físicas que lo han condicionado. Así, la evolución es una cosa y la Selección Natural es la función que permite el desarrollo sostenible de la vida en el planeta.
[editar] Rasgos comunes de las estructuras orgánicas
El estudio de la vida se llama Biología y los biólogos son los que estudian sus propiedades. Tras el estudio por parte de éstos, se hace evidente que toda reacción bioquímica capaz de establecer una estructura homeostática que desarrolle la función metabólica, se la puede definir como materia viva orgánica u organismo, compartiendo algunas características comunes, producto de la selección natural:
- Un organismo requiere aporte externo de energía para poder sostener su ciclo metabólico. Dada la tendencia constante a degradar la usada, se establece una resistencia que ofrece toda materia viva a ser animada. Este hecho se hace evidente al observarse la tendencia a degradar a materia inherte. Es decir, se alimentan para no morir.
- Un organismo usa todos los recursos disponibles y compatibles con su extructura para perpetuar su esquema molecular (ADN), desechando lo inservible y desarrollando lo útil. En las estructuras vitales más complejas, esto se observa por el hecho de que crecen y se desarrollan.
- Un organismo es receptivo a los estímulos del medio ambiente, siendo éste el único medio por el cual poder reponer los recursos perdidos. Si deja de responder, dejará de ser materia viva.
- Un organismo responde a un medio faborable activando los procesos que le permitirán duplicar su esquema molecular y transferir sus funciones de manera que fomente ese esquema al máximo de sus facultades vitales. En función de los recursos disponibles del medio, esas facultades serán más o menos intensas.
La vida se agrupa en diversos niveles estructurales jerarquizados. Así se sabe que la unión de células puden dar lugar a un tejido y la unión de éstos dan lugar a un órgano que cumple una función específica y particular, como el caso del corazón o el estómago. De esta forma los diversos niveles de jerarquización de la vida se agrupan hasta formar un organismo o ser vivo, éstos al agruparse siendo de una misma especie forman una población y el conjunto de poblaciones de diversas especies que habitan en un biotopo dado forman una comunidad.
[editar] La visión de la vida retrospectivamente
Tradicionalmente la vida ha sido un concepto abstracto y por tanto difuso y difícil de definir. Por esto se solía definir en contraposición a la no vida o lo inerte, especialmente aludiendo a las propiedades diferenciadoras. Lo que más confundía eran las estructuras víricas que no comparten todas las propiedades más comunes del resto de las estructuras vivas. Como tampoco estba clara la frontera entre la vida y la muerte, haciendo difícil determinar cuando acontece exactamente ésta última.
Dada la confusión a la hora de definir vida, se optó por definirla en función a los resultados que se obtienen tras el desarrollo completo del ADN, y no en base al potencial mismo de esa molécula, así se establecierón algunas características comunes:
- Los seres vivos requieren energía. Es decir, se alimentan.
- Los seres vivos crecen y se desarrollan.
- Los seres vivos responden a su medio ambiente.
- Los seres vivos se reproducen por sí mismos. Sin necesitar ayuda externa. Siendo éste un hecho clave.
Estas características intentaban apuntar a la definición de vida, pero definir así la vida era una versión suave de la definición fisiológica que se explica más adelante. Ésta es muy simple y permite incluir como seres vivos, por ejemplo, a los cristales minerales los cuales crecen, responden al medio, se reproducen y por supuesto consumen energía al crecer y propagarse. Se hacía necesario, pues, buscar otras características propias de la vida más allá de las puramente intuitivas.
La definición de vida se planteaba como algo bastante más complejo y difícil. Se ofrecían diferentes definiciones, y era cuestión de gusto dar por buena una u otra, como veremos. Tal definición ha seguido una evolución paralela a la que ha seguido la ciencia que la define, la biología.
[editar] Especulaciones recientes
Existe una hipotesis aun no demostrada que matiza la definición termodinámica de la vida, y defendida por Lynn Margulis. Ésta considera la vida como un sistema complejo que surge bajo condiciones iniciales favorables, y que localmente acelera la conversión energética entre, en nuestro caso, el calor del Sol y el frío espacio. La larga vida media de una estrella permite que este sistema vivo evolucione a niveles cada vez más complejos, dado que el sistema se perpetua mediante material genético de copia imperfecta (definición bioquímica) y de alguna forma es seleccionada siempre la copia más eficiente (definición genética) siendo ésta la más favorable termodinámicamente.
Esta interpretación no sirve para definir mejor qué es la vida, pero complementa la visión termodinámica con un por qué. No sólo lo vivo tiende a aumentar el orden sin una ayuda material externa, sino que además este aumento del orden es perfectamente lógico con la tendencia al desorden general, porque para ello se utiliza constantemente energía. En parte, da una vuelta al enfoque y un ser vivo pasa de ser el que utiliza la energía para vivir al que vive para utilizar la energía. Lo que nos lleva a la definición del principio. .
[editar] Véase también
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