Vida

Life ( Biota / Vitae / Eobionti)
Plantas nas Montanhas Rwenzori , Uganda
Classificação científica
Domínios e reinos
A vida na Terra : Vida não-celular ( vírus ) Vida celular Bactérias Archaea Eukarya Protista Fungos Plantae Animalia

Vida (cf. biota) é uma característica que distingue objetos que têm sinalização e processos auto-sustentáveis de aqueles que não o fazem, ou porque tais funções tenham cessado ( morte ), ou então porque eles não têm essas funções e são classificados como inanimado. Biologia é a ciência preocupada com o estudo da vida.

Qualquer sistema vivo contíguo é chamado de um organismo . Organismos sofrem metabolismo, manter homeostase, possuir uma capacidade de crescer, respondem a estímulos, reproduzir e, por meio de seleção natural , se adaptar ao seu ambiente em gerações sucessivas. Organismos vivos mais complexos podem se comunicar através de vários meios. Um conjunto diversificado de organismos vivos pode ser encontrada na biosfera da Terra , e as propriedades comuns a estes organisms- plantas , animais , fungos , protistas, archaea e bactérias -são um carbono e água baseados celular com forma complexa organização e hereditárias informação genética.

A evidência científica sugere que a vida começou na Terra cerca de 3,5 bilhão de anos atrás. Em um National Institutes of Health Study, os autores levantam a hipótese de que, se a complexidade biológica aumentou exponencialmente durante a evolução , a vida no universo pode ter começado "10.000 milhões anos atrás" - mais de 5 bilhões de anos antes do Terra existiu. No entanto, o mecanismo pelo qual emergiu vida na Terra é desconhecida, embora muitas hipóteses têm sido formuladas. Desde então, a vida evoluiu para uma ampla variedade de formas, que os biólogos classificadas dentro de uma hierarquia de táxons. A vida pode sobreviver e prosperar em uma ampla gama de condições. O significando de vida seu significado, origem, propósito e destino final-se de um conceito central e pergunta em filosofia e religião . Tanto a filosofia ea religião têm oferecido interpretações sobre a forma como se relaciona com a vida existência e consciência, e em questões relacionadas, tais como postura de vida, finalidade, concepção de um deus ou deuses, um alma ou um vida após a morte. Diferentes culturas ao longo da história tiveram variando amplamente abordagens para estas questões.

Embora a existência de vida só é confirmada na Terra, muitos cientistas acreditam que a vida extraterrestre não é apenas plausível, mas provável. Outros planetas e luas do Sistema Solar foram examinados para a evidência de ter apoiado uma vez a vida simples, e projetos como SETI tentaram detectar possíveis transmissões de civilizações alienígenas. De acordo com hipótese de panspermia, a vida na Terra pode ter se originado a partir de meteoritos que se espalham moléculas orgânicas ou a vida simples que evoluiu pela primeira vez em outro lugar.

As primeiras teorias

Materialismo

Planta de crescimento no Hoh Rainforest

Rebanhos de zebra e impala encontro no Maasai Mara planície

Uma foto aérea dos tapetes microbianos em todo o Grand Prismatic Spring of Yellowstone National Park

Algumas das primeiras teorias de vida foram materialista, sustentando que tudo o que existe é matéria, e que a vida é apenas uma forma complexa ou arranjo da matéria. Empédocles (430 aC) argumentou que cada coisa no universo é composto de uma combinação de quatro "elementos" eternos "ou raízes de todos": terra, água, ar e fogo. Toda mudança é explicada pelo arranjo e rearranjo desses quatro elementos. As várias formas de vida são causadas por uma mistura apropriada de elementos.

Demócrito (460 aC) considerou que a característica essencial da vida é ter uma alma (psique). Como outros escritores antigos, ele estava tentando explicar o que faz algo uma coisa viva. Sua explicação foi que os átomos de fogo fazer uma alma em exatamente os mesmos átomos de sentido único e conta nula por qualquer outra coisa. Ele elabora sobre o fogo por causa da conexão aparente entre a vida e calor, e porque se move de incêndio.

Mundo de Platão eterna e imutável Formulários, imperfeitamente representadas na matéria por um divino Artisan, contrasta fortemente com os diversos mecanicista Weltanschauungen, dos quais atomismo foi, pelo quarto século, pelo menos, o mais proeminente ... Este debate persistiu todo o mundo antigo. Mecanismo atomística tem um tiro no braço de Epicuro ... enquanto o estóicos adotou uma teleologia divina ... A escolha parece simples: ou mostrar como um mundo estruturado regular poderia surgir de processos sem direção, ou injetar inteligência no sistema.

-RJ Hankinson, causa e Explicação no antigo pensamento grego

O materialismo mecanicista que se originou na Grécia antiga foi reavivado e revisto pelo filósofo francês René Descartes, que sustentava que os animais e os seres humanos eram conjuntos de peças que, juntas, funcionavam como uma máquina. No século 19, os avanços na teoria celular na ciência biológica incentivado essa visão. O evolutivo teoria de Charles Darwin (1859) é uma explicação mecanicista para a origem das espécies através da seleção natural .

Hilomorfismo

Hilomorfismo é uma teoria (originário com Aristóteles (322 aC)) que todas as coisas são uma combinação de matéria e forma. Biologia era um de seus principais interesses, e não há extenso material biológico em seus escritos existentes. Neste ponto de vista, todas as coisas do universo material tem tanto a matéria e forma, e sob a forma de uma coisa viva é a sua alma (psique grega, anima Latina). Existem três tipos de alma: a alma vegetativo das plantas, o que faz com que eles cresçam e decadência e alimentar-se, mas não causa movimento e sensação; a alma animal, que faz com que os animais para se mover e sentir; e da alma racional, que é a fonte da consciência e raciocínio, que (Aristóteles acreditava) é encontrado somente no homem. Cada alma superior tem todos os atributos de um inferior. Aristóteles acreditava que, enquanto a matéria pode existir sem forma, a forma não pode existir sem a matéria e, portanto, a alma não pode existir sem o corpo.

Essa conta é consistente com explicações teleológicas da vida, que representam fenômenos em termos de finalidade ou objetivo-direcionamento. Assim, a brancura do revestimento do urso polar é explicada por seu propósito de camuflagem. A direção da causalidade (a partir do futuro para o passado) está em contradição com a evidência científica para a seleção natural, o que explica a consequência em termos de uma causa anterior. Características biológicas são explicados não vendo os futuros resultados ótimos, mas ao olhar para a história evolutiva de uma espécie passado, o que levou à seleção natural dos recursos em questão.

Vitalismo

Vitalismo é a crença de que o princípio de vida é não-material. Isto originou com Stahl (século 17), e dominou até a metade do século 19. Ele apelou aos filósofos como Henri Bergson, Nietzsche , Wilhelm Dilthey, anatomistas como Bichat e químicos como Liebig. Vitalismo incluía a idéia de que havia uma diferença fundamental entre o material orgânico e inorgânico, ea crença de que material orgânico só pode ser derivada de seres vivos. Isto foi refutado em 1828, quando Friedrich Wöhler preparado ureia a partir de materiais inorgânicos. Este Síntese de Wöhler é considerado o ponto de partida da moderna química orgânica . É de importância histórica porque pela primeira vez um composto orgânico foi produzido a partir inorgânicos reagentes.

Durante a década de 1850, Helmholtz, antecipado por Mayer, demonstrou que nenhuma energia é perdida em movimento muscular, sugerindo que não houve "forças vitais" necessária para mover um músculo. Esses resultados levaram ao abandono de interesse científico nas teorias vitalistas, embora a crença persistiu em teorias pseudocientíficas como homeopatia, que interpreta doenças e enfermidades como a causada por distúrbios em uma força ou força vital hipotética.

Definições

É um desafio para os cientistas e filósofos para definir a vida em termos inequívocos. Isto é difícil, em parte porque a vida é um processo, não uma substância pura. Qualquer definição deverá ser suficientemente ampla para abranger toda a vida com a qual estamos familiarizados, e deve ser suficientemente geral para incluir vida que pode ser fundamentalmente diferente da vida na Terra.

Biologia

Uma vez que não há uma definição inequívoca de vida, o entendimento atual é descritivo. Vida é considerada uma característica de organismos que exibem toda ou a maior parte do que se segue:

1. Homeostase: Regulamento do ambiente interno para manter um estado constante; por exemplo, a concentração de eletrólitos ou suar para reduzir a temperatura.
2. Organização: Ser estruturalmente constituído por uma ou mais células - as unidades básicas de vida.
3. Metabolismo: Transformação de energia através da conversão de produtos químicos e energia em componentes celulares ( anabolismo) e matéria orgânica em decomposição ( catabolismo). Os seres vivos requerem energia para manter a organização interna (homeostase) e para a produção de outros fenômenos associados com a vida.
4. Crescimento: A manutenção de uma taxa mais elevada do que o catabolismo do anabolismo. Um organismo em crescimento aumenta de tamanho em todas as suas partes, em vez de simplesmente acumular matéria.
5. Adaptação: A capacidade de mudar ao longo do tempo em resposta ao ambiente. Esta capacidade é fundamental para o processo de evolução e é determinada pelo organismo de hereditariedade, dieta e fatores externos.
6. Resposta aos estímulos: A resposta pode assumir muitas formas, desde a contração de um organismo unicelular para produtos químicos externos, a reações complexas que envolvem todos os sentidos de organismos multicelulares. A resposta é muitas vezes expressa pelo movimento; por exemplo, as folhas de uma planta voltando-se para o sol ( fototropismo), e quimiotaxia.
7. Reprodução: A capacidade de produzir novos organismos individuais, quer assexuadamente a partir de um único organismo parental, ou sexualmente a partir de dois organismos parentais.

Estes processos complexos, chamados funções fisiológicas, tem bases físicas e químicas subjacentes, bem como mecanismos de sinalização e de controlo que são essenciais para a manutenção da vida.

Alternativas

Para reflectir a fenómenos mínimo requerido, têm sido propostas outras definições de vida biológica, muitos destes baseiam-se em sistemas químicos. Biofísicos têm comentado que as coisas vivas funcionam em entropia negativa. Em outras palavras, os processos de vida pode ser visto como um atraso do espontânea ou difusão dispersão da energia interna das moléculas biológicas mais em direcção potencial microestados. Em mais detalhe, de acordo com os físicos, tais como John Bernal, Erwin Schrödinger, Eugene Wigner, e John Avery, a vida é um membro da classe de fenômenos que são sistemas abertos ou contínuas capazes de diminuir a sua interno entropia à custa de substâncias ou energia livre recolhido a partir do ambiente e posteriormente rejeitado em uma forma degradada. Em um nível superior, os seres vivos são sistemas termodinâmicos que têm uma estrutura molecular organizado. Ou seja, a vida é matéria que possa reproduzir-se e evoluir como sobrevivência dita. Consequentemente, a vida é um sistema de química auto-sustentada capazes de sofrer A evolução darwiniana.

Outros têm uma visão sistêmica que não necessariamente dependem de química molecular. Uma definição sistêmica da vida é que os seres vivos são auto-organização e autopoiética (auto-produzindo). As variações desta definição incluem Definição de Stuart Kauffman como um agente autônomo ou um sistema multi-agente capaz de se reproduzir ou a si próprios, e de completar pelo menos um ciclo de trabalho termodinâmico. A vida pode ser modelado como uma rede de inferior feedbacks negativos de mecanismos reguladores subordinados a um superior feedback positivo formada pelo potencial de expansão e reprodução. Alternativamente, a vida pode-se dizer que consistem de coisas com a capacidade para o metabolismo e movimento, ou que a vida é auto-reprodução "com variantes" ou "com uma taxa de erro inferior ao limiar de sustentabilidade."

Vírus

Eletromicrografia de icosahedral adenovírus

Os vírus são mais frequentemente considerados replicadores em vez de formas de vida. Eles têm sido descritas como "organismos na borda de vida", uma vez que eles possuem genes, evoluir por seleção natural, e replicar através da criação de múltiplas cópias de si mesmos por meio de auto-montagem. No entanto, os vírus não metabolizar e eles exigem uma célula hospedeira para fazer novos produtos. Virus auto-montagem dentro das células hospedeiras tem implicações para o estudo da origem da vida, como pode apoiar a hipótese de que a vida poderia ter começado como moléculas orgânicas auto-montagem.

Viver teorias de sistemas

A idéia de que a Terra está vivo é encontrado na filosofia e na religião, mas a primeira discussão científica foi pelo cientista escocês James Hutton. Em 1785, ele afirmou que a Terra era um superorganismo e que seu estudo deve ser adequado fisiologia. Hutton é considerado o pai da geologia , mas sua idéia de uma Terra viva foi esquecido no intenso reducionismo do século 19. O Gaia hipótese, proposta em 1960 pelo cientista James Lovelock, sugere que a vida na Terra funciona como um organismo único que define e mantém as condições ambientais necessárias para sua sobrevivência.

A primeira tentativa de um general vivendo a teoria de sistemas para explicar a natureza da vida foi em 1978, pelo biólogo americano James Grier Miller. Tal teoria geral, decorrente das ecológicos e ciências biológicas , tenta mapear os princípios gerais para a forma como todos os sistemas vivos funcionam. Em vez de analisar fenômenos pela tentativa de quebrar as coisas em partes componentes, a teoria dos sistemas gerais de vida explora fenômenos em termos de padrões dinâmicos das relações dos organismos com seu ambiente. Robert Rosen (1991), construído sobre isso, definindo um componente do sistema como "uma unidade de organização;. Uma parte com uma função, isto é, uma relação definitiva entre a parte eo todo" A partir deste e de outros conceitos de partida, ele desenvolveu uma "teoria relacional dos sistemas" que tenta explicar as propriedades especiais da vida. Especificamente, identificou o "nonfractionability de componentes em um organismo" como a diferença fundamental entre sistemas vivos e "máquinas biológicas."

A visão sistêmica da vida trata ambiental fluxos e fluxos biológicos juntos como uma "reciprocidade de influência", e uma relação recíproca com o ambiente é sem dúvida tão importante para a compreensão da vida como ela é para a compreensão de ecossistemas. Como Harold J. Morowitz (1992) explica que, a vida é uma propriedade de um sistema ecológico, em vez de uma única espécie ou organismo. Ele argumenta que uma definição ecossistêmica da vida é preferível a um estritamente bioquímica ou física. Robert Ulanowicz (2009) destaca mutualismo como a chave para entender o, comportamento sistêmico-geração de fim de vida e os ecossistemas.

Sistemas complexos biologia (CSB) é um campo da ciência que estuda o surgimento de complexidade nos organismos funcionais do ponto de vista teoria de sistemas dinâmicos. Este último é muitas vezes chamado também biologia de sistemas e tem como objetivo compreender os aspectos mais fundamentais da vida. Uma abordagem intimamente relacionado com CSB e biologia de sistemas, biologia chamado relacional, está preocupado principalmente com os processos de compreensão da vida em termos de o mais importante relações e categorias de tais relações entre os componentes funcionais essenciais de organismos; para os organismos multicelulares, esta tem sido definida como "biologia categórica", ou uma representação do modelo de organismos como um teoria da categoria de relações biológicas, e também um topologia algébrica do organização funcional dos organismos vivos em termos de sua dinâmica, complexa redes de metabólica, genético, processos epigenéticos e vias de sinalização.

Também foi argumentado que a evolução da ordem em sistemas vivos e de certos sistemas físicos obedecer a um princípio fundamental comum denominada dinâmica darwiniana. A dinâmica Darwiniana foi formulado considerando primeiro como a ordem macroscópica é gerada num sistema não-biológico simples longe do equilíbrio termodinâmico, e, em seguida, que se estende consideração a curto, replicando moléculas de RNA. Foi concluído o processo de geração de ordem subjacente para ambos os tipos de sistema para ser basicamente semelhantes.

Origem

Evidências sugerem que a vida na Terra existe há cerca de 3,7 bilhão de anos, com os mais antigos vestígios de vida encontradas em fósseis que datam 3.400 milhões anos. Todas as formas de vida conhecidas compartilham mecanismos moleculares fundamentais, reflectindo a sua descendência comum; com base nestas observações, as hipóteses sobre a origem da tentativa de vida para encontrar um mecanismo que explica a formação de um ancestral comum universal, a partir de simples moléculas orgânicas via a vida pré-celular para protocélulas e metabolismo. Modelos foram divididos em "genes primeiro" e "metabolismo" primeiro-categorias, mas a tendência recente é o surgimento de modelos híbridos que combinam ambas as categorias.

Não há consenso científico atual sobre a forma como a vida se originou. No entanto, os modelos científicos mais aceitos construir sobre as seguintes observações:

• O Experimento de Miller-Urey, eo trabalho de Sidney Fox, mostram que as condições na Terra primitiva favorecido reações químicas que sintetizam aminoácidos e outros compostos orgânicos a partir de precursores inorgânicos.
• Fosfolipídeos formam espontaneamente bicamadas de lípidos, a estrutura básica de um membrana celular.

Os organismos vivos sintetizar proteínas , que são polímeros de aminoácidos utilizando instruções codificadas pelo ácido desoxirribonucleico (ADN). A síntese proteica implica intermediário ácido ribonucleico (ARN) polímeros. Uma possibilidade para a vida começou como é que os genes originados em primeiro lugar, seguido de proteínas; a alternativa sendo que as proteínas veio primeiro e depois genes.

No entanto, uma vez que os genes e proteínas são ambos necessários para produzir os outros, o problema de se considerar que foi primeiro é semelhante à do galinha ou o ovo. A maioria dos cientistas adoptaram a hipótese de que, devido a isso, é improvável que os genes e proteínas surgiram de forma independente.

Portanto, a possibilidade de, em primeiro lugar sugerido por Francis Crick , é que a primeira vida foi baseado em ARN, que tem as propriedades de ADN do tipo de armazenamento de informação e os catalíticas propriedades de algumas proteínas. Isso é chamado de Mundo hipótese de ARN, e que é suportada pela observação de que muitos dos componentes mais importantes de células (aqueles que evoluir o mais lento) são compostos principalmente ou totalmente de ARN. Além disso, diversos cofactores críticos ( ATP , Acetil-CoA, NADH, etc.) são ou nucleotídeos ou substâncias claramente relacionadas a eles. As propriedades catalíticas de RNA ainda não tinha sido demonstrado quando a hipótese foi proposta pela primeira vez, mas elas foram confirmadas por Thomas Cech em 1986.

Um problema com a hipótese do mundo de ARN é que a síntese de ARN a partir de precursores inorgânicos simples é mais difícil do que para outras moléculas orgânicas. Uma razão para isto é que os precursores de RNA são muito estáveis e reagir uns com os outros muito lentamente sob condições ambientais, e também tem sido proposto que os organismos vivos consistiu em outras moléculas de ARN antes. No entanto, a síntese bem sucedida de determinadas moléculas de ARN, nas condições que existiam antes da vida na Terra foi obtida pela adição de precursores alternativos em uma ordem especificada com o precursor fosfato presente ao longo da reacção. Este estudo faz com que a hipótese do mundo do RNA mais plausível.

Em 2009, experimentos demonstraram A evolução darwiniana de um sistema de dois componentes de enzimas de RNA ( ribozimas) in vitro. O trabalho foi realizado no laboratório de Gerald Joyce, que declarou: "Este é o primeiro exemplo, fora da biologia, da adaptação evolutiva em um sistema genético molecular."

NASA descobertas em 2011, com base em estudos com meteoritos encontrados na Terra , sugere DNA e RNA componentes ( adenina, guanina e moléculas orgânicos relacionados) podem ser formados em extraterrestre espaço sideral.

Condições

As cianobactérias mudou radicalmente a composição de formas de vida na Terra, levando à quase extinção de organismos de oxigênio intolerante.

A diversidade da vida na Terra é resultado da interação dinâmica entre oportunidade genético , capacidade metabólica, desafios ambientais, e simbiose. Para a maioria de sua existência, ambiente habitável da Terra tem sido dominada por microorganismos e submetido a metabolismo e a sua evolução. Como conseqüência dessas atividades microbianas, o ambiente físico-químico na Terra tem vindo a mudar em uma escala de tempo geológico , afectando assim o caminho da evolução da vida subsequente. Por exemplo, a liberação de molecular oxigênio por cianobactérias como um subproduto da fotossíntese induzida mudanças globais no ambiente da Terra. Desde oxigénio era tóxico para a maioria da vida na Terra na época, isso representa desafios evolutivos novos, e, finalmente, resultou na formação de grandes espécies animais e vegetais do planeta. Essa interação entre organismos e seu ambiente é uma característica inerente dos sistemas vivos.

Todas as formas de vida exigem certas principais elementos químicos necessários para a bioquímica funcionamento. Estes incluem carbono , hidrogênio , nitrogênio , oxigênio, fósforo e enxofre -o elementares macronutrientes para todos os organismos, muitas vezes representado pelas CHNOPS acrônimo. Juntos, estes tornam-se ácidos nucleicos, proteínas e lípidos , a maior parte da matéria viva. Cinco destas seis elementos compreendem os componentes químicos do ADN, sendo a excepção de enxofre. O último é um componente dos ácidos aminados e cisteína metionina. A biologicamente mais abundante destes elementos é carbono, que tem o atributo desejável de formação múltipla, estável ligações covalentes. Isto permite que as moléculas orgânicas) (à base de carbono para formar uma imensa variedade de arranjos químicos. Alternativa Foram propostos tipos hipotéticos de bioquímica que eliminar um ou mais destes elementos, trocar um elemento para um não na lista, ou mudança necessária quiralidades ou outras propriedades químicas.

Faixa de tolerância

Os componentes inertes de um ecossistema são os fatores físicos e químicos necessários para a vida - energia (solar ou energia química ), água, temperatura, atmosfera , gravidade, nutrientes , e ultravioleta protecção contra as radiações solares. Na maioria dos ecossistemas, as condições variam durante o dia e de uma época para a outra. Para viver na maioria dos ecossistemas, em seguida, os organismos devem ser capazes de sobreviver a uma gama de condições, o chamado "intervalo de tolerância." Fora que são as "zonas de estresse fisiológico", onde são possíveis, mas não óptima a sobrevivência ea reprodução. Para além destas zonas são as "zonas de intolerância," onde a sobrevivência e reprodução desse organismo é improvável ou impossível. Os organismos que têm uma ampla gama de tolerância são mais amplamente distribuído do que os organismos com uma estreita gama de tolerância.

Deinococcus radiodurans é uma extremófilo que podem resistir a condições extremas de frio, desidratação a vácuo, ácido, e a exposição à radiação.

Para sobreviver, os microorganismos selecionados podem assumir formas que lhes permitem resistir congelamento, dessecação completa, fome, níveis elevados de exposição à radiação, e outros desafios físicos ou químicos. Esses microrganismos podem sobreviver à exposição a tais condições de semanas, meses, anos ou mesmo séculos. Os extremófilos são formas de vida microbiana que se desenvolvem fora dos intervalos onde a vida é comumente encontrados. Eles se destacam em explorar fontes incomuns de energia. Enquanto todos os organismos são compostos de quase idênticas moléculas , evolução permitiu que esses micróbios para lidar com essa ampla gama de condições físicas e químicas. Caracterização do estrutura e da diversidade metabólica das comunidades microbianas em tais ambientes extremos está em curso.

Em 17 de março de 2013, pesquisadores relataram dados que sugeriram formas de vida microbiana prosperar no Mariana Trench, o ponto mais profundo da Terra. Outros pesquisadores relataram estudos relacionados que micróbios prosperam dentro de rochas de até 1.900 pés abaixo do fundo do mar sob 8.500 pés de oceano ao largo da costa noroeste dos Estados Unidos. De acordo com um dos pesquisadores, "Você pode encontrar micróbios em todos os lugares - eles são extremamente adaptáveis às condições, e sobreviver onde quer que estejam."

Investigação da tenacidade e versatilidade da vida na Terra, bem como uma compreensão dos sistemas moleculares que alguns organismos utilizam para sobreviver tais extremos, é importante para a busca de vida fora da Terra . Em abril de 2012, os cientistas relataram que líquen poderia sobreviver e se reproduzir em um simulado Ambiente marciano.

Forma e função

As células são a unidade básica da estrutura em todos os seres vivos, e todas as células surgem a partir de células pré-existentes por divisão. A teoria celular foi formulada por Henri Dutrochet, Theodor Schwann, Rudolf Virchow e outros durante o início do século XIX, e, posteriormente, tornou-se amplamente aceito. A actividade de um organismo depende da actividade total das suas células, com fluxo de energia que ocorre dentro de e entre eles. As células contêm informação hereditária que é levada adiante como uma genética código durante a divisão celular.

Existem dois tipos principais de células. Os procariotas falta um núcleo e outra membrana-limite organelas, embora tenham de ADN circular e ribossomos. Bactérias e Archaea são dois domínios de procariotas. O outro tipo principal de células são os eucariotas , que têm núcleos distintos ligados por uma membrana nuclear e organelos ligados à membrana, incluindo as mitocôndrias , cloroplastos, lisossomos, áspero e suave retículo endoplasmático, e vacúolos. Além disso, eles possuem cromossomas que armazenam material genético organizada. Todas as espécies de organismos complexos grandes são eucariotas, incluindo animais, plantas e fungos, embora a maioria das espécies de eucariota são protist microrganismos. O modelo convencional é que eucariotas evoluiu de procariotas, com os principais organelos dos eucariotas que formam através endosymbiosis entre bactérias e células eucarióticas progenitor.

Os mecanismos moleculares de biologia celular baseiam-se em proteínas . A maior parte destes são sintetizados pelos ribossomas por meio de uma processo catalisado por enzima chamada a biossíntese de proteínas. Uma sequência de aminoácidos é montado e unidas entre si com base em a expressão do gene de ácido nucleico da célula. Em células eucarióticas, estas proteínas podem então ser transportado e processado através do Aparelho de Golgi em preparação para expedição para o seu destino.

As células se reproduzem através de um processo de a divisão celular em que a célula mãe divide-se em duas ou mais células filhas. Para procariotas, ocorre a divisão celular através de um processo de fissão em que o DNA é replicado, em seguida, as duas cópias estão ligados a partes da membrana celular. Em eucariotas , um processo mais complexo de mitose é seguido. No entanto, o resultado final é o mesmo; as cópias de células resultantes são idênticos uns aos outros e à célula original (com excepção mutações), e ambos são capazes de mais divisão na sequência de um período de interfase.

Os organismos multicelulares podem ter evoluído primeiro através da formação de colônias de células semelhantes. Estas células podem formar organismos grupo através de adesão celular. Os membros individuais de uma colónia são capazes de sobreviver na sua própria, enquanto que os membros de um verdadeiro organismo multi-celular desenvolveram especialidades, tornando-os dependentes do restante do organismo para a sobrevivência. Tais organismos são formados ou por clonagem a partir de uma única células germinativas que é capaz de formar as várias células especializadas que formam o organismo adulto. Essa especialização permite que organismos multicelulares a explorar os recursos de forma mais eficiente do que as células individuais.

As células desenvolveram métodos para perceber e responder ao seu microambiente, reforçando assim a sua capacidade de adaptação. Sinalização celular coordena as atividades celulares e, portanto, regula as funções básicas de organismos multicelulares. Sinalização entre as células pode ocorrer pelo contato direto célula usando juxtacrine sinalização, ou indiretamente por meio do intercâmbio de agentes como no sistema endócrino. Em organismos mais complexos, a coordenação das atividades pode ocorrer através de um dedicado sistema nervoso.

Classificação

A hierarquia de classificação biológica 's oito grandes taxonômico fileiras. A vida é dividido em domínios, que se subdividem em outros grupos. Rankings menores intermediárias não são mostrados.

A primeira tentativa conhecida para classificar organismos foi realizada pelo filósofo grego Aristóteles (384-322 aC), que classificou todos os organismos vivos conhecidos naquele tempo tanto como uma planta ou um dos animais , principalmente com base em sua capacidade de se mover. Ele também distinguido animais com sangue de animais sem sangue (ou pelo menos sem sangue vermelho), que podem ser comparados com os conceitos de vertebrados e invertebrados , respectivamente, e dividiu os animais de sangue em cinco grupos: quadrúpedes vivíparos ( mamíferos ), quadrúpedes ovíparos ( répteis e anfíbios), aves , peixes e baleias. Os animais sem sangue também foram divididos em cinco grupos: cefalópodes, crustáceos , insetos (que incluiu as aranhas , escorpiões, e centopéias, além de que nós definimos como insetos hoje), sem casca animais (como a maioria moluscos e equinodermes) e " zoófitos. "Embora o trabalho de Aristóteles em zoologia não era sem erros, foi a mais grandiosa síntese biológica do tempo e manteve-se a autoridade final para muitos séculos após sua morte.

A exploração do Continente americano revelou um grande número de novas plantas e animais que precisavam de descrições e classificação. Na última parte do século 16 eo começo do dia 17, um estudo cuidadoso de animais começou e foi gradualmente estendido até formar um corpo de conhecimento suficiente para servir como uma base anatômica para a classificação. No final da década de 1740, Carolus Linnaeus apresenta o seu sistema de nomenclatura binomial de classificação das espécies. Linnaeus tentou melhorar a composição e reduzir o comprimento dos nomes de muitos formulada anteriormente utilizados pela abolição retórica desnecessária, introduzindo novos termos descritivos e definir com precisão o seu significado. Por consistentemente usando este sistema, Linnaeus separados nomenclatura de taxonomia.

Os fungos foram inicialmente tratadas como plantas. Por um curto período Linnaeus os tinha classificado na taxon Vermes em Animalia, mas depois colocou-os de volta em Plantae. Copeland classificou o Fungos em sua Protoctista, evitando assim parcialmente o problema, mas certifique o seu estatuto especial. O problema foi resolvido por eventualmente Whittaker, quando ele deu-lhes a sua própria reino na sua sistema de cinco reino. História evolutiva mostra que os fungos estão mais próximos dos animais do que das plantas.

À medida que novas descobertas habilitado estudo detalhado de células e microorganismos, novos grupos de vida foram revelados, e os campos de e biologia celular microbiologia foram criados. Estes novos organismos foram originalmente descritos separadamente em protozoários como animais e protophyta / Thallophyta como plantas, mas estavam unidos por Haeckel no reino Protista; mais tarde, o procariontes foram separadas no reino Monera, o que, eventualmente, ser divididos em dois grupos separados, as bactérias e o Archaea. Isto levou à sistema de seis reino e, eventualmente, para a corrente sistema de três domínios, que se baseia em relações evolutivas. No entanto, a classificação de eucariotas, especialmente de protistas, ainda é controversa.

Como microbiologia, biologia molecular e virologia desenvolvido, agentes Reproduzindo não celulares foram descobertos, tais como vírus e viróides. Se estes são considerados vivos tem sido uma questão de debate; vírus não possuem características de vida, tais como membranas celulares, o metabolismo ea capacidade de crescer ou responder aos seus ambientes. Vírus ainda pode ser classificado em "espécie" com base em sua biologia e genética , mas muitos aspectos de uma tal classificação permanecem controversos.

Na década de 1960 uma tendência chamada cladística surgiu, organizando com base na taxa clados numa árvore evolutiva ou filogenética.

Vida extraterrestre

Hipótese de panspermia mostrando bactéria ser carregada para a Terra por um cometa

Terra é o único planeta conhecido para abrigar a vida. Outros locais dentro do sistema solar que podem abrigar vida incluem subsolo de Marte, a atmosfera de Vênus, e oceanos do subsolo em algumas das luas dos gigantes gasosos planetas. O equação de Drake, que prevê o número de civilizações extraterrestres em nossa galáxia com que nós pode entram em contacto, tem sido utilizado para discutir a probabilidade de vida em outros lugares, mas muitas das variáveis ​​nesta equação é difícil de estimar.

A região em torno de uma estrela da sequência principal que poderia suportar a vida como a Terra em um planeta parecido com a Terra é conhecido como o zona habitável. Os raios interior e exterior desta zona variam de acordo com a luminosidade da estrela, assim como o intervalo de tempo durante o qual a zona sobrevive . Estrelas mais maciças do que o Sol tem uma zona habitável maior, mas permanecem na seqüência principal para um intervalo de tempo mais curto. Pequenas anãs vermelhas estrelas têm o problema oposto, com uma zona habitável menor que está sujeita a níveis mais altos de atividade magnética e os efeitos do bloqueio das marés de órbitas próximas. Assim, estrelas na faixa de massa intermediária, como o Sol pode ter uma probabilidade maior para a vida como a Terra para se desenvolver. A localização da estrela dentro de uma galáxia pode também ter um impacto sobre a probabilidade de vida de formação. Estrelas em regiões com uma maior abundância de elementos mais pesados ​​que podem formar planetas, em combinação com uma baixa taxa de potencialmente prejudiciais-habitat de supernovas eventos, estão previstas para ter uma maior probabilidade de hospedar planetas com vida complexa.

Panspermia, também chamado exogenesis, é a hipótese de que a vida se originou em outro lugar no universo e, posteriormente, transferidos para a Terra sob a forma de esporos via meteoritos, cometas , ou poeira cósmica. Por outro lado, a vida terrestre pode ser semeada em outros sistemas solares através panspermia dirigida, para garantir e ampliar algumas formas de vida terrestres. Astroecology experimentos com meteoritos marcianos mostram que os asteróides e materiais de cometas são ricos em elementos inorgânicos e pode ser solos férteis para micróbios, algas e vida vegetal, para a vida o passado eo futuro em nossas e de outros sistemas solares.

Pesquisa

Em outubro de 2011, os cientistas descobriram usando espectroscopia de que poeira cósmica contém matéria orgânica complexa (especificamente, aromatic- sólidos orgânicos alifáticos) que poderiam ser criados naturalmente e rapidamente, por estrelas. Os compostos são tão complexos que suas estruturas químicas se assemelham a composição de carvão e de petróleo ; tal complexidade química foi previamente pensado para ocorrer apenas a partir de organismos vivos. Estas observações sugerem que os compostos orgânicos introduzidos na terra por partículas de poeira interstelares poderia servir como ingredientes básicos para a vida, devido às suas catalítica de superfície actividades.

Em setembro de 2012, os cientistas da NASA relataram que hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), sujeito a meio interestelar (ISM) condições, são transformados, através de hidrogenação , e oxigenação hidroxilação, para mais complexos orgânicos - "um passo ao longo do caminho em direção aminoácidos e nucleótidos, as matérias-primas deproteínasede ADN, respectivamente ". Além disso, como um resultado destas transformações, os PAH perdem a suaassinatura espectroscópicaque pode ser uma das razões para a "falta de detecção de HAP em gelo interestelar grãos, em especial as regiões exteriores do frio, nuvens densas ou as camadas moleculares superiores discos protoplanetários. "

Em 29 de agosto de 2012, astrônomos Universidade de Copenhaga relatada a detecção de uma molécula de açúcar específico, glicolaldeído, em um sistema de estrelas distantes. A molécula foi encontrado em torno da IRAS 16293-2422 protostellar binários, que está localizado a 400 anos-luz da Terra. É necessário para formar glicolaldeído ácido ribonucleico, ou ARN, que é semelhante à função do ADN . Esta descoberta sugere que as moléculas orgânicas complexas podem formar em sistemas estelares anteriores à formação de planetas, planetas eventualmente entrar no início jovens na sua formação.

Morte

Cadáveres de animais, como estebúfalo Africano, são reciclados peloecossistema, fornecendo energia e nutrientes para os seres vivos

A morte é a cessação definitiva de todas as funções vitais ou processos de vida em um organismo ou célula. Pode ocorrer como um resultado de um acidente, condições médicas , a interacção biológica, desnutrição , envenenamento , senescência, ou suicídio. Após a morte, os restos mortais de um organismo re-introduzir os ciclo biogeoquímico. organismos podem ser consumida por um predador ou um necrófago e restos de material orgânico pode então ser decompostos por detritívoros, os organismos que reciclam detritos, devolvendo-o ao meio ambiente para reutilização no cadeia alimentar.

Um dos desafios na definição de morte é em distinguindo-a da vida. Morte parece referir-se tanto a vida momento termina, ou quando o estado que segue a vida começa. No entanto, determinar quando a morte tenha ocorrido requer desenho fronteiras conceituais precisos entre a vida ea morte. Isso é problemático, no entanto, porque há pouco consenso sobre como definir vida. A natureza da morte tenha sido por milênios uma preocupação central das tradições religiosas do mundo e de investigação filosófica. Muitas religiões manter a fé em qualquer um tipo de vida após a morte ou reencarnação para a alma, ou ressurreição do corpo em uma data posterior.

Extinção é o processo pelo qual um grupo de taxa ou espécies morre, reduzindo a biodiversidade. O momento de extinção é geralmente considerada a morte do último indivíduo da mesma espécie. Porque potencial de uma espécie intervalo pode ser muito grande, determinando este momento é difícil, e é geralmente feito posteriori depois de um período de ausência aparente. Espécies extintas quando eles não são mais capazes de sobreviver na mudança de habitat ou contra a concorrência superior. Na história da Terra , mais de 99% de todas as espécies que já viveram foram extintas; no entanto, extinções em massa pode ter acelerado a evolução, fornecendo oportunidades para novos grupos de organismos para diversificar.

Fósseis são os restos preservados ou vestígios de animais, plantas e outros organismos do passado remoto. A totalidade dos fósseis, ambos descobertos e por descobrir, e sua colocação em contendo fósseis de rocha formações e sedimentares camadas ( estratos) é conhecido como o registro fóssil. Um espécime preservado é chamado um fóssil se é mais velho do que a data arbitrária de 10.000 anos atrás. Assim, os fósseis têm idades entre os mais jovens no início da Holoceno para o mais antigo do Eon Arqueano, até 3,4 bilhão de anos de idade.

Vida artificial

Vida artificial é um campo de estudo que examina os sistemas relacionados com a vida, seus processos, e sua evolução através de simulações usando modelos de computador, robótica e bioquímica . O estudo da vida artificial imita a biologia tradicional, recriando alguns aspectos de fenômenos biológicos. Os cientistas estudam a lógica dos sistemas vivos, criando ambientes artificiais em busca de entender o processamento de informações complexas que define tais sistemas. Enquanto a vida é, por definição, vida artificial vivo é geralmente referido como dados confinado a um ambiente digital e existência.

A biologia sintética é uma nova área de pesquisa biológica e tecnologia que combina ciência e engenharia biológica. O objetivo comum é a concepção e construção de novas funções e sistemas biológicos que não são encontrados na natureza. A biologia sintética inclui a redefinição ampla e expansão da biotecnologia , com os objetivos finais de ser capaz de projetar e construir sistemas biológicos de engenharia que processam informações, manipular produtos químicos, fabricar materiais e estruturas, produção de energia, fornecer alimentos, e manter e melhorar a saúde humana e Nosso ambiente.