Definiciones científicas de la vida
En biología existen varios enfoques para comprender qué es la materia viva.
Históricamente importante es la definición materialista formulada por Friedrich Engels hace más de un siglo. De acuerdo con este concepto, la vida se considera un modo especial de existencia de los cuerpos proteicos. El criterio principal de lo vivo es aquí el proceso de autorrenovación constante de los componentes químicos que forman dichos cuerpos.
La ciencia moderna utiliza una definición más compleja propuesta por el biofísico M.V. Volkenstein. Según su interpretación, los organismos vivos en la Tierra son sistemas abiertos, autorregulados y autorreproductivos. Su base estructural fundamental se fundamenta en biopolímeros, moléculas complejas de proteínas y ácidos nucleicos.
Unidad química y discontinuidad
A pesar de su inmensa diversidad externa, todos los seres vivos obedecen a principios generales de organización.
- Unidad de composición química. La naturaleza viva y la inanimada constan de los mismos elementos químicos. La diferencia clave radica en su proporción cuantitativa. En los objetos biológicos predominan absolutamente cuatro elementos organógenos: carbono (C), oxígeno (O), nitrógeno (N) e hidrógeno (H). En conjunto, representan alrededor del 98% de toda la masa del organismo.
- Discontinuidad. Esta propiedad universal de la materia se manifiesta claramente en la biología. Cualquier sistema biológico (ya sea un organismo individual, una población, una especie o todo un biogeocenosis) no es un monolito continuo. Siempre consta de partes separadas, aisladas pero estrechamente interactuantes entre sí. Precisamente el trabajo coordinado de estas unidades discretas garantiza la integridad del sistema.
Suministro energético y funcional
Para mantener su estructura y actividad, los organismos deben interactuar continuamente con el medio ambiente.
- Metabolismo y flujo de energía. Cualquier organismo es un sistema abierto a través del cual fluyen constantemente corrientes de energía y materia. El proceso incluye la absorción de componentes necesarios del exterior y la obligatoria excreción de productos de desecho. Esta condición es absolutamente crítica: precisamente el intercambio con el medio garantiza la constancia de la estructura y la composición química del organismo. La interrupción de este intercambio conduce inevitablemente a la detención de la vida.
- Autorregulación. Está estrechamente relacionada con el metabolismo. Es la capacidad del sistema para mantener autónomamente la intensidad de los procesos fisiológicos y la composición química a un nivel estable. En la ciencia, este fenómeno se denomina homeostasis (de las raíces griegas homoios — semejante, igual, y stasis — estado, inmovilidad).
- Irritabilidad. Propiedad de cualquier sistema vivo para responder adecuadamente a los cambios internos o a las influencias externas (estímulos). La irritabilidad sirve como base primaria para la adaptación del organismo a las condiciones ambientales en constante cambio.
Reproducción, desarrollo y evolución
La duración de la vida de cualquier ser individual es limitada en el tiempo. Para que la vida no desaparezca, existen mecanismos de preservación y modificación de la información.
- Autorreplicación (reproducción). El mecanismo que resuelve el problema de la limitación temporal de la vida. Asegura la continuidad de las generaciones y la conservación de la especie. Se basa en la síntesis de nuevas estructuras a partir de una matriz de información genética codificada en la secuencia de nucleótidos del ADN.
- Herencia. La capacidad de transmitir rasgos anatómicos, fisiológicos y la especificidad del desarrollo a su descendencia. Esta función se basa directamente en la estabilidad química y la constancia de la estructura de las moléculas de ADN.
- Variabilidad. La propiedad opuesta a la herencia. Se expresa en la capacidad de adquirir rasgos completamente nuevos durante el desarrollo individual bajo la influencia de factores ambientales. La variabilidad desempeña un papel evolutivo fundamental: proporciona material diverso para la selección natural. Los individuos mejor adaptados sobreviven, lo que a largo plazo conduce a la formación de nuevas especies y formas de vida.
- Crecimiento y desarrollo. Estos procesos están estrictamente subordinados a un programa genético. El desarrollo de la materia viva se realiza en dos formas. La ontogenia (desarrollo individual) abarca la manifestación de todas las propiedades inherentes durante la vida de un solo individuo. La filogenia (desarrollo histórico) describe los procesos globales: la complejidad progresiva de la biosfera, la aparición de nuevas especies y la formación de la biodiversidad moderna.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿A través de qué mecanismos fisiológicos específicos se mantiene la homeostasis en el organismo?
La homeostasis se mantiene mediante un complejo de mecanismos de regulación fisiológica dirigidos a preservar la constancia del medio interno. Se distinguen tres formas principales de regulación de las funciones del organismo:
- Nervioso: influencia rápida y directa sobre los órganos a través del sistema nervioso.
- Humoral: influencia lenta a través de sustancias que circulan en los líquidos corporales (hormonas, mediadores, citocinas, etc.). El mecanismo principal de la regulación hormonal es la retroalimentación negativa.
- Neurohumoral: la combinación de los métodos nervioso y humoral.
Además, en el mantenimiento de la homeostasis participan:
- Mecanismos celulares (por ejemplo, la bomba de $Na^+/K^+$ para la homeostasis iónica).
- Órganos excretores (los riñones comienzan a cumplir su función homeostática inmediatamente después del nacimiento).
- Sistemas funcionales conductuales, que aseguran la interacción activa con el medio ambiente (consumo y excreción de sustancias) para restablecer el equilibrio.
¿Cuáles son los principales niveles de organización de la materia viva que se distinguen en biología?
En biología se distingue un sistema jerárquico de niveles estructurales de organización de la materia viva, donde cada nivel precedente forma subsistemas dentro de los posteriores. La clasificación de los niveles incluye:
- Microsistemas: molecular (macromolecular), subcelular (ultraestructural), celular (citológico).
- Mesosistemas: tisular (histológico), orgánico, de organismo (anatómico).
- Macrosistemas: poblacional-específico, biogeocenótico, biosférico.
En cada nuevo nivel de organización surgen propiedades emergentes (nuevas cualidades ausentes en los componentes por separado).
¿Qué formas de reproducción existen en los organismos vivos?
Existen dos métodos principales de reproducción en los organismos vivos: asexual y sexual.
- Reproducción asexual: en las fuentes para protozoos se indica que se lleva a cabo mediante división mitótica de los núcleos; las formas son la división celular en dos y la división celular múltiple (esquizogonia).
- Reproducción sexual ocurre con la formación de células sexuales (gametos) y se caracteriza por la combinación de características de dos progenitores en la descendencia y la aparición de nuevas combinaciones de material genético. En las fuentes para protozoos se indican dos vías de reproducción sexual:
- Copulación: fusión de los núcleos y el citoplasma de los gametos de los organismos parentales con la formación de un cigoto.
- Conjugación: intercambio de información genética contenida en los núcleos, sin la fusión del citoplasma de dos individuos.
En muchas especies, los ciclos vitales incluyen la alternancia de reproducción asexual y sexual. También se menciona la partenogénesis como una excepción a la necesidad de la participación de dos individuos en la reproducción sexual.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué se denominan sistemas abiertos a los organismos vivos?
Porque su existencia es imposible sin un intercambio bilateral continuo con el entorno: absorben constantemente del exterior las sustancias y la energía necesarias, y luego excretan de vuelta los productos de su actividad vital.
¿Cuál es la diferencia entre ontogenia y filogenia?
La ontogenia es el desarrollo individual de un organismo concreto desde su origen hasta el final de su vida, mientras que la filogenia es el desarrollo histórico de las especies a escala de todo el tiempo de existencia de la vida en la Tierra.
¿En qué se diferencia la composición química de los organismos vivos de la de los objetos inanimados?
No se diferencian por el conjunto de elementos, la diferencia radica en su proporción. En los sistemas vivos, el 98% de la masa recae en solo cuatro organógenos: carbono, oxígeno, nitrógeno e hidrógeno.
Qué más repasar sobre el tema
- Estructura y funciones de los ácidos nucleicos (ADN y ARN)
- Mecanismos de mantenimiento de la homeostasis
- El papel de la variabilidad en el proceso de selección natural
- Niveles de organización de los sistemas biológicos
- Etapas principales de la filogenia del mundo animal
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