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Organismo

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Estes As células de Escherichia coli fornecem um exemplo de um procariótica microrganismo
A polypore cogumelo tem relação parasitária com seu hospedeiro
Um micorrízicos ericoid fungo

Em biologia , um organismo é qualquer contíguo estar sistema (tal como animais , fungos , micro-organismo, ou planta ). Em pelo menos uma forma, todos os tipos de organismos são capazes de a resposta estímulos, reprodução, crescimento e desenvolvimento e manutenção de homeostase estável como um todo.

Um organismo pode ser tanto unicelular (uma única célula) ou, como no caso dos seres humanos, compreendem muitas triliões de células agrupadas em especializada e tecidos órgãos. O termo multicelulares (muitas células) descreve qualquer organismo constituído por mais de uma célula.

Todos os organismos vivos na Terra estão divididas nos eucariontes e procariotas com base na presença ou ausência de uma verdadeira núcleos em suas celas. Os procariotas representam dois separados domínios, as bactérias e Archaea. Organismos eucarióticos, com uma membrana delimitada- núcleo da célula, também contêm organelas, a saber, as mitocôndrias (e em plantas) plastídios, geralmente considerado para ser derivada a partir de endosymbiotic bactérias. Os fungos , animais e plantas são exemplos de espécies que são eucariotas.

Em 2002 Thomas Cavalier-Smith propôs uma clade, Neomura, que agrupa a Archaea e Eukarya . Neomura é pensado para ter evoluído a partir de bactérias , mais especificamente a partir de Actinobacteria. Ver Ordem de filos bacteriana ramificação.

Etimologia

O termo "organismo" ( grego ὀργανισμός - Organismos, a partir do grego clássico ὄργανον - Organon ", instrumento, instrumento, ferramenta, órgão de sentido ou apreensão") apareceu pela primeira vez no idioma Inglês em 1701 e assumiu a sua actual definição de 1834 ( Dicionário de Inglês Oxford). Ele está diretamente relacionada com o termo "organização". Há uma longa tradição de definir organismos como seres auto-organização.

Tem havido uma grande quantidade de recente controvérsia sobre a melhor maneira de definir o organismo e, na verdade sobre a existência ou não de tal definição é necessária. Vários contributos são respostas à sugestão de que a categoria de "organismo" pode muito bem não ser adequado em biologia.

Semântica

A palavra organismo pode ser genericamente definida como um conjunto de moléculas que funcionam como um todo mais ou menos estável, que exibe as propriedades de vida. No entanto, muitas fontes propor definições que excluem vírus e, teoricamente possível que se fez homem- não-orgânicos formas de vida. Os vírus são dependentes da maquinaria bioquímica de uma célula hospedeira para a reprodução.

Câmaras de referência on-line fornece uma definição ampla: "qualquer estrutura viva, como uma planta, animal, fungo ou bactéria, capaz de um crescimento e reprodução".

Em termos multicelulares, "organismo" geralmente descreve todo o conjunto hierárquico de sistemas (por exemplo, circulatório, digestivo, ou reprodutivos) próprias coleções de órgãos; estes são, por sua vez, colecções de tecidos, os quais são eles próprios constituídos por células . Em algumas plantas e o nemátodo Caenorhabditis elegans, células individuais são totipotente.

A superorganismo é um organismo constituído por muitos indivíduos que trabalham juntos como um único funcional ou unidade social.

Vida não celular

Os vírus não são normalmente considerados como organismos porque eles são incapazes de autônomo reprodução, crescimento ou metabolismo. Esta controvérsia é problemática porque alguns organismos celulares também são incapazes de sobrevivência independente (mas não de metabolismo independente e procriação) e vivem como parasitas intracelulares obrigatórios. Embora os vírus têm alguns enzimas e moléculas características dos organismos vivos, eles não têm o metabolismo do seu próprio e não pode sintetizar e organizar os compostos orgânicos que os formam. Naturalmente, isso exclui reprodução autônoma e eles só podem ser passivamente replicado pela maquinaria da célula hospedeira . Nesse sentido, eles são semelhantes a matéria inanimada. Embora os vírus sustentar nenhum metabolismo independente e organismos, assim, geralmente não são contabilizados, eles têm a sua própria genes e eles evoluem por mecanismos semelhantes pelos quais os organismos evoluem.

O argumento mais comum em apoio de vírus como organismos vivos é a sua capacidade de passar por evolução e replicar através de auto-montagem. Alguns cientistas argumentam que os vírus não evoluir, nem auto-reproduzir. De facto, os vírus são evoluídos por suas células hospedeiras, o que significa que não foi co-evolução de vírus e células hospedeiras. Se não existisse células hospedeiras, evolução viral seria impossível. Isto não é verdadeiro para as células. Se não existisse vírus, a direcção da evolução poderia ser diferente; no entanto, a capacidade de evoluir não seria afectada. Quanto à reprodução, vírus totalmente confiar em máquinas 'hosts para se replicar. A descoberta de megagenoms virais com genes que codificam para o metabolismo energético e na síntese de proteínas alimentou o debate sobre se os vírus pertencem à árvore da vida. A presença destes genes sugeriu que os vírus poderia metabolizar no passado. Verificou-se mais tarde que os genes que codificam para o metabolismo de energia e de proteína são de origem celular. Muito provavelmente, eles foram adquiridos por meio de transferência horizontal de genes a partir de hospedeiros virais.

Outro bom argumento contra vírus colocação no árvore da vida é o seu polyphyletic origem. Os vírus não compartilham características homólogas nem com organismos celulares, nem com outros vírus. Uma vez que é impossível traçar a evolução viral de volta para o último ancestral universal, também é impossível colocá-los na árvore da vida, que é baseado na homologia gene.

Terminologia Organizacional

Life GenusSpecies
A hierarquia de classificação biológica 's oito grandes fileiras taxonômicos. Rankings menores intermediárias não são mostrados.

Todos os organismos são classificados pela ciência de alfa taxonomia em qualquer taxa ou clades.

Taxa são grupos de organismos, que vão do geral (classificados domínio) para a específica ( espécies ). Um amplo esquema das fileiras em ordem hierárquica é:

  1. Domínio
  2. Reino
  3. Filo
  4. Classe
  5. Ordem
  6. Família
  7. Gênero
  8. Espécies

Para dar um exemplo, o Homo sapiens é o binômio latino equiparação aos humanos modernos. Todos os membros das sapiens espécie são, pelo menos em teoria, geneticamente capazes de cruzar. Várias espécies podem pertencer a um gênero, mas os membros de diferentes espécies de um gênero são incapazes de cruzar para produzir descendentes férteis. Homo, no entanto, só tem uma espécie sobreviventes (sapiens), Homo erectus , Homo neanderthalensis , etc. tendo tornaram extintas milhares de anos atrás. Vários géneros pertencem à mesma família e assim por diante até a hierarquia. Eventualmente, o reino relevante ( Animalia , no caso de seres humanos) é colocado em um dos três domínios, dependendo de certas características estruturais e genéticos.

Todos os organismos vivos conhecidos pela ciência são dadas classificação por este sistema de tal forma que as espécies dentro de uma determinada família são mais estreitamente relacionados e semelhantes geneticamente do que as espécies dentro de um filo particular.

Como os vírus não são organismos vivos, a sua classificação é uma tarefa desafiadora. Na primeira, os vírus foram classificados segundo os seus exércitos: vírus de plantas, vírus animais, bacteriófagos. Mais tarde, eles foram classificados pela doença que eles causam. Por exemplo, vírus respiratórios, entéricos. Agora, os vírus são classificados com base no teor de ácido nucleico, cápside simetria e a presença ou ausência do envelope.

Química

Os organismos são sistemas químicos complexos, organizados de forma a promover a reprodução e algumas medidas de segurança ou sobrevivência. As mesmas leis que governam a química não-vivos governar os processos químicos da vida . É geralmente os fenômenos de organismos inteiros que determinam a sua aptidão para um ambiente e, portanto, a capacidade de sobrevivência de seu DNA -baseados genes.

Os organismos devem claramente a sua origem, o metabolismo, e muitas outras funções internas para fenómenos químicos, especialmente na química de grandes moléculas orgânicas. Os organismos são sistemas complexos de compostos químicos que, através da interacção e ambiente, desempenham uma grande variedade de funções.

Os organismos são sistemas químicos semi-fechados. Apesar de serem unidades individuais de vida (como a definição requer), eles não estão fechadas para o ambiente ao seu redor. Para operar eles constantemente absorver e liberar energia. Autótrofos produzir energia utilizável (na forma de compostos orgânicos) usando a luz do sol ou compostos inorgânicos enquanto heterotróficos retiram em compostos orgânicos a partir do ambiente.

O principal elemento químico nesses compostos é carbono . As propriedades físicas deste elemento, tal como a sua grande afinidade para a ligação com outros átomos pequenas, incluindo outros átomos de carbono, e seu pequeno tamanho, tornando-se capaz de formar ligações múltiplas, a tornam ideal como base orgânica de vida. Ele é capaz de formar compostos pequenas três átomo (tal como dióxido de carbono ), assim como as grandes cadeias de muitos milhares de átomos que podem armazenar dados ( ácidos nucleicos), mantenha as células juntas, e transmitir informações (proteína).

Macromoléculas

Os compostos que compõem os organismos podem ser divididos em macromoléculas, e outras moléculas pequenas. Os quatro grupos de macromolécula está ?cidos Nucleicos, proteínas , hidratos de carbono e lípidos . Os ácidos nucleicos (especificamente o ácido desoxirribonucleico, ou ADN) armazenar os dados genéticos como uma sequência de nucleótidos. A sequência particular dos quatro tipos diferentes de nucleótidos ( adenina, citosina, guanina, e timina) ditar muitas características que constituem o organismo. A sequência é dividida em codões , cada uma das quais é uma sequência particular de três nucleótidos e corresponde a um determinado aminoácido . Assim, uma sequência de DNA codifica para uma proteína particular que, devido às propriedades químicas dos aminoácidos de que é feita a partir de, se dobra de uma forma particular, e assim executa uma função particular.

Estas funções de proteína foram reconhecidos:

  1. As enzimas que catalisam as reacções de tudo do metabolismo
  2. Proteínas estruturais, tais como tubulina, ou colágeno
  3. Proteínas reguladoras, tais como factores de transcrição ou as ciclinas que regulam o ciclo celular
  4. Moléculas de sinalização ou dos seus receptores, tais como algumas hormonas e os seus receptores
  5. Proteínas de defesa, que podem incluir tudo de anticorpos do sistema imunitário , a toxinas (por exemplo, dendrotoxins de serpentes), a proteínas que incluem aminoácidos invulgares como canavanina

Lipids compõem o membrana de células que constitui uma barreira, contendo tudo dentro da célula e impedindo a passagem de compostos livremente para dentro e para fora de, o cell.Due para a permeabilidade selectiva da membraine fosfolípido única compostos específicos podem passar através dele. Em alguns organismos multicelulares eles servem como um dispositivo de armazenamento de energia e mediar a comunicação entre as células. Os hidratos de carbono são mais facilmente discriminados do que os lípidos e produzir mais energia para comparar com lipídios e proteins.In fato, os carboidratos são a principal fonte de energia para todos os organismos vivos.

Estrutura

Todos os organismos consistem de unidades monoméricas denominadas células ; alguns contêm uma única célula (unicelular) e outros contêm muitas unidades (multicelulares). Os organismos multicelulares são capazes de se especializar células para executar funções específicas. Um grupo de tais células é um tecido, e em animais como estes ocorrem quatro tipos básicos, nomeadamente epitélio, tecido nervoso, tecido muscular, e tecido conjuntivo. Vários tipos de trabalho de tecidos em conjunto sob a forma de um órgão para produzir uma função específica (como o bombeamento do sangue pelo coração , ou como uma barreira para o ambiente, como o pele). Este padrão continua a um nível mais alto com diversos órgãos funcionando como um sistema para permitir órgão reprodução, digestão, etc. Muitos organismos multicelulares consistem em vários sistemas orgânicos, que coordenam para permitir a vida.

Célula

O teoria celular, desenvolvido pela primeira vez em 1839 por Schleiden e Schwann, indica que todos os organismos são compostos de uma ou mais células; todas as células provenientes de células pré-existentes; todas as funções vitais de um organismo ocorrem dentro das células, e as células contêm a informação hereditária necessário para a regulação das funções celulares e para a transmissão de informação para a próxima geração de células.

Existem dois tipos de células, eucariótica e procariótica. As células procarióticas são geralmente únicos, enquanto que as células eucarióticas normalmente são encontrados em organismos multicelulares. As células procarióticas não têm um membrana nuclear é assim ADN não ligado no interior da célula, as células eucarióticas têm membranas nucleares.

Todas as células, quer procariota ou eucariota, tem um membrana que envolve a célula, separa seu interior de seu ambiente, regula o que entra e sai, e mantém o potencial eléctrico da célula. No interior da membrana, uma salgado citoplasma ocupa a maior parte do volume da célula. Todas as células possuem ADN, o material hereditário de genes, e RNA, que contém as informações necessárias para construir várias proteínas , tais como enzimas, máquinas principal da célula. Existem também outros tipos de biomoléculas nas células.

Todas as células partilham várias características semelhantes de:

  • Reprodução por divisão celular ( fissão binária, mitose ou meiose).
  • Uso de enzimas e outras proteínas codificadas por genes de ADN e feitas através mensageiro RNA intermediários e ribossomos.
  • Metabolismo, inclusive tendo em matérias-primas, a construção de componentes celulares, a conversão de energia, moléculas e liberando por-produtos. O funcionamento de uma célula depende da sua capacidade para extrair e utilizar a energia química armazenada em moléculas orgânicas. Esta energia é derivada vias metabólicas.
  • Response to externo e interno estímulos, tais como alterações de temperatura, pH ou níveis de nutrientes.
  • O conteúdo das células estão contidas dentro de um membrana da superfície celular que contém proteínas e um bicamada lipídica.

Vida útil

Um dos parâmetros básicos de um organismo é a sua vida útil. Alguns organismos vivem tão curto quanto um dia, enquanto algumas plantas e fungos podem viver milhares de anos.

Evolução

Em biologia, a teoria da descendência comum universal propõe que todos os organismos na Terra descendem de um ancestral comum ou conjunto de genes ancestral. A evidência para a descendência comum pode ser encontrada em traços compartilhados entre todos os organismos vivos. Nos dias de Darwin, ea prova das características compartilhadas foi baseada apenas em observações visíveis semelhanças morfológicas, como o fato de que todas as aves têm asas, mesmo aqueles que não voam.

Hoje, há um debate sobre se ou não todos os organismos descendem de um ancestral comum, ou um " último ancestral universal "(LUA), também chamado de o" último ancestral comum universal "(LUCA), o organismo unicelular hipotético ou uma única célula que deu origem a toda a vida na Terra 3,5-3800000000 anos atrás. A universalidade do código genético sugere comum ascendência. Por exemplo, cada célula viva faz uso de ácidos nucleicos como seu material genético, e usa os mesmos vinte aminoácidos como os blocos de construção das proteínas, embora tenham sido encontradas excepções aos básicos vinte aminoácidos. No entanto, ao longo de agrupamentos história baseada na aparência ou a função de espécies têm sido, por vezes, polyphyletic devido a evolução convergente.

Antigamente pensava-se que o código genético era invariavelmente universal (ver: código genético Universal ), mas muitas variações foram descobertos, incluindo vários códigos mitocondriais alternativas. Voltar no início de 1970, os biólogos evolucionistas pensavam que um determinado pedaço de DNA especificado o mesmo subunidade de proteína em todos os seres vivos, e que o código genético foi, portanto, universal. Isso foi interpretado como evidência de que cada organismo tinha herdou o seu código genético de um único ancestral comum, aka, um LUCA. Em 1979, no entanto, excepções ao código foram encontrados na mitocôndria , as pequenas fábricas de energia dentro das células. Pesquisadores que estudam genes mitocondriais humanos descobriu que eles utilizado um código alternativo, e muitas variações ligeiras têm sido descobertos desde então, incluindo vários códigos mitocondriais alternativas, bem como variantes, tais como pequenas Mycoplasma tradução do codão UGA como triptofano. Biólogos posteriormente encontrado exceções nas bactérias e no núcleos de algas unicelulares e animais. Por exemplo, certas proteínas podem usar códons não são normalmente usados por essa espécie de iniciação alternativo (start). Em certas proteínas, aminoácidos não padrão são substituídos por codões de paragem convencionais, dependendo de sequências de sinal associados no RNA mensageiro: UGA podem codificar selenocisteína e UAG pode codificar para pyrrolysine. Selenocisteína é agora visto como o aminoácido 21, e pyrrolysine é visto como o 22o. Uma descrição detalhada de variações no código genético pode ser encontrado no Web site NCBI.

BacteriaEucaryotaAnimalFungusPlant
Uma hipotética árvore filogenética de todos os organismos existentes, com base na 16S rRNA dados da seqüência do gene, mostrando a história evolutiva da três domínios da vida, bactérias , archaea e eucariotas . Originalmente proposto por Carl Woese.


Informação sobre o desenvolvimento precoce da vida inclui a entrada de muitos campos diferentes, incluindo geologia e ciência planetária. Estas ciências fornecer informações sobre a história da Terra e as mudanças produzidas pela vida. No entanto, uma grande quantidade de informações sobre a Terra primitiva foi destruída por processos geológicos ao longo do tempo.

História da vida

A evolução química de reacções químicas auto-catalítica para a vida (ver Origem da vida) não faz parte da evolução biológica, mas não está claro em que ponto tais conjuntos cada vez mais complexos de reações se tornou o que consideraríamos, hoje, para ser organismos vivos.

Pré-Cambriano estromatólitos na Formação Siyeh, Parque Nacional Glacier . Em 2002, William Schopf de UCLA publicou um artigo polêmico no jornal Nature argumentando que as formações como esta possuir 3,5 bilhões anos de idade fossilizados algas micróbios. Se for verdade, eles seriam os primeiros a vida conhecida na Terra.

Pouco se sabe sobre os primeiros desenvolvimentos na vida. No entanto, todos os organismos existentes compartilham certas características, incluindo a estrutura celular e código genético . A maioria dos cientistas interpretar isso como significando todos os organismos existentes compartilham um ancestral comum, que já havia desenvolvido os processos celulares mais fundamentais, mas não existe nenhum consenso científico sobre a relação entre os três domínios da vida (Archaea, bactérias, Eucariotos) ou a origem da vida. As tentativas de lançar luz sobre o início da história de vida geralmente se concentram no comportamento dos macromoléculas, particularmente de ARN, e o comportamento de sistemas complexos.

O surgimento de oxygenic fotossíntese (cerca de 3 bilhões de anos atrás) eo surgimento posterior de um, não redutor atmosfera rica em oxigênio pode ser rastreada através da formação de faixas depósitos de ferro, e mais tarde camas vermelhas de óxidos de ferro. Este foi um pré-requisito necessário para o desenvolvimento de aeróbico respiração celular, que se acredita ter surgido em torno de 2 bilhões de anos atrás.

Nos últimos bilhões de anos, plantas e animais multicelulares simples começaram a aparecer nos oceanos. Logo após o surgimento dos primeiros animais, a explosão cambriana (um período de diversidade sem igual e notável, mas breve, organismal documentado nos fósseis encontrados no Burgess Shale) viu a criação de todos os principais planos corporais, ou filos, de animais modernos. Este evento agora se acredita ter sido desencadeado pelo desenvolvimento do Genes Hox. Cerca de 500 milhões de anos, plantas e fungos colonizaram a terra, e foram logo seguidos por artrópodes e outros animais, levando ao desenvolvimento de terra de hoje ecossistemas.

O processo evolutivo pode ser extremamente lento. A evidência fóssil indica que a diversidade ea complexidade da vida moderna se desenvolveu em grande parte da história da Terra . Evidências geológicas indicam que a Terra é de aproximadamente 4,6 bilhões de anos. Estudos sobre guppies por David Reznick, da Universidade da Califórnia, Riverside, no entanto, mostraram que a taxa de evolução através da seleção natural pode prosseguir 10.000-10.000.000 vezes mais rápido do que o que é indicado no registro fóssil. Tais estudos comparativos, porém, são invariavelmente tendenciosa por disparidades nas escalas de tempo durante o qual a mudança evolutiva é medido em laboratório, experimentos de campo, eo registro fóssil.

Transferência horizontal de genes

A ascendência de organismos vivos tem sido tradicionalmente reconstruído a partir de morfologia, mas é cada vez mais suplementado com filogenética-a reconstrução da filogenia pela comparação das genético (DNA) de sequência.

A comparação de seqüências sugerem recente transferência horizontal de genes entre muitos diversas espécies , incluindo através das fronteiras dos "domínios" filogenéticos. Assim, a determinação da história filogenética de uma espécie não pode ser feito de forma conclusiva, determinando árvores evolutivas para genes individuais.

Biólogo Gogarten sugere "a metáfora original de uma árvore já não se encaixa nos dados da pesquisa do genoma recente", portanto, "os biólogos (deve) usar a metáfora de um mosaico para descrever as diferentes histórias combinadas em genomas individuais e usar (a) metáfora de um net para visualizar a rica troca e efeitos cooperativos de HGT entre micróbios ".

Futuro da vida (clonagem e organismos sintéticos)

Em termos modernos, a categoria de clonagem organismo refere-se ao processo de criação de um novo organismo multicelular, geneticamente idêntico a outro. No entanto, a clonagem também tem o potencial de criar inteiramente novas espécies de organismos. Clonagem organismo é o assunto de muito debate ético. (Veja Bioética, Ética da clonagem, e Artigos do bebê Designer)

Em 2008, o J. Craig Venter Institute reuniu um sintética bacteriana genoma, Mycoplasma genitalium, utilizando recombinação na levedura de 25 fragmentos de ADN que se sobrepõem num único passo. "O uso de recombinação levedura simplifica a montagem de grandes moléculas de DNA de ambos sintético e fragmentos naturais." Outras empresas, como a Synthetic Genomics, já foram formados para tirar proveito dos muitos usos comerciais dos genomas de design personalizado.

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