Organisme viu

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca
Nota de desambiguació.svg Desambiguació : aquí es refereix a "cos". Si esteu buscant el significat d’organització, vegeu Organització .
Un organisme viu gran i conegut (aproximadament 1 400 metres cúbics, aproximadament 2 100 tones): la sequoia gegant .

Un organisme viu és una entitat, unicel·lular o pluricel·lular , sotmesa a les lleis del món físic i al control per part dels sistemes que expressen la informació que conté. Aquesta informació es codifica principalment en el genoma i en el material genètic transmès d’una altra manera, per exemple en orgànuls cel·lulars , i està sotmesa a tots els mecanismes d’expressió típics, inclosos els ressaltats a l’ epigenètica . Aquesta informació, tal com la descriu la genètica , és heretada verticalment pels organismes descendents o transferida horitzontalment [1] .

Definicions

“Un organisme viu és una entitat sotmesa a lleis naturals, les mateixes que controlen la resta del món físic, però tots els organismes vius, incloses les seves parts, també estan controlats per una segona font de causalitat: els programes genètics. L'absència o presència de programes genètics indica el límit clar entre el món inanimat i el món viu [2] [3] [4] "

( Ernst Mayr )
Els àcids nucleics són les molècules a través de les quals els organismes vius emmagatzemen i transmeten informació

Els organismes estan relacionats entre ells. Tots els organismes vius coneguts fins ara provenen d’una xarxa [5] , en una primera aproximació comparable a una línia filogenètica arborescent , comuna a la resta d’organismes, independentment del temps de separació entre les línies evolutives. Tota forma de vida existent deriva d’ un o d’alguns avantpassats comuns , que van aparèixer a la Terra fa milers de milions d’anys, posseeix vies metabòliques, reprodueix, transmet informació als seus descendents i organitza les seves estructures. Aquestes característiques constitueixen el nucli del concepte biològic de la vida , una peculiaritat emergent que la distingeix de les entitats no vives.

Aquestes peculiaritats per convenció estan representades per alguns aspectes comuns a tots els organismes vius [6] [7] [8] [9] [10] :

  • Evolució : evoluciona, resultant relacionat amb tots els altres organismes vius.
  • Ordre : està estructurat.
  • Codificació : conté la informació i les instruccions que controlen i defineixen la seva estructura i funció.
  • Regulació : és capaç de mantenir de forma autònoma l’ homeòstasi [11] .
  • Creixement i desenvolupament : és capaç de créixer de forma autònoma.
  • Energia : representa un sistema termodinàmic obert, capaç d’assimilar l’energia, absorbir-la, transformar-la i transferir-la al medi.
  • Irritabilitat , sensibilitat o motilitat : és capaç de respondre de forma autònoma a estímuls externs.

En un sentit més ampli, els organismes també poden ser capaços de posseir i, en conjunt, posseir:

  • Capacitat de reproducció : capaç de donar lloc a descendents fèrtils que donaran lloc a organismes similars a l’adult.
  • Capacitat evolutiva : pot variar el seu genotip i fenotip , donant lloc a noves estructures anatòmiques, vies fisiològiques i combinacions genòmiques, mai aparegudes dins de la línia filogenètica a la qual pertany (divergència evolutiva) o ja aparegudes dins de línies filogenètiques prèviament separades (convergència evolutiva) ).

Aquestes característiques són la base de la visió prou compartida d’un ésser viu, com a organisme conegut de la biota terrestre. Altres definicions difereixen en un o més punts de l'anterior, generades per l'estudi de les ciències naturals.
La biologia sintètica que pot conduir a la gènesi d’organismes dotats de l’anomenada vida sintètica, com ara Mycoplasma laboratoriesum [12] [13] , i els temes de l’ exobiologia i la bioquímica hipotètica poden conduir a una definició més general del concepte de viure. organisme.
Els organismes coneguts abasten un rang dimensional i temporal des de 80.000 anys i més de 6.600 tones d’una geneta de pollancre mil·lenària fins a petits micoplasmes de 200 nanòmetres de diàmetre, que “viuen” (temps de duplicació) uns minuts, amb una massa inferior a un milmillonèsima de gram .

Característiques generals

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: La vida .
Representació estilitzada dels elements CHNOPS

A la Terra, els cicles vitals coneguts fins ara es desenvolupen al voltant dels elements CHNOPS , però això no implica, en principi, que no pugui haver altres sèries d’elements al voltant dels quals es puguin crear sistemes de vida alternatius. El descobriment el 2010 a Mono Lake , Califòrnia , d’un bacteri capaç d’utilitzar arsènic en lloc de fòsfor hauria demostrat l’existència d’organismes amb una bioquímica completament diferent de la coneguda fins ara, en particular pel que fa als àcids nucleics [14] , però estudis posteriors han desmentit els resultats [15] [16] . Els exobiòlegs fan hipòtesis sobre organismes basats en la química del silici en lloc del carboni .

Quant al concepte biològic dels vius, els estudiosos creuen que els organismes vius comparteixen algunes característiques fonamentals comunes [17] [18] [19] [20] :

De la propietat de l' Ordre es deriven les característiques de:

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: teoria cel·lular .
Imatge de microscopi òptic d’un organisme vegetal. Les cèl·lules individuals són clarament visibles
  • Cel·lularitat : tots els éssers vius estan formats per unitats estructurals i funcionals elementals, anomenades cèl·lules capaces de desenvolupar totes les funcions dels éssers vius. De fet, les cèl·lules neixen, es nodreixen, creixen, es reprodueixen i moren. Els organismes vius més simples consisteixen en una sola cèl·lula microscòpica; per exemple, bacteris, moltes espècies d’algues i llevats. Altres organismes, com ara plantes, animals i gairebé tots els fongs, estan formats per un gran nombre de cèl·lules. Les cèl·lules que formen un organisme pluricel·lular poden estar estretament unides entre elles o ser relativament lliures i independents. En qualsevol cas, es troben en comunicació química entre si, poden constituir ells mateixos l'organisme o es poden agregar per formar una comunitat de cèl·lules definides com a organisme [21] .
  • Complexitat : els éssers vius són éssers complexos i altament integrats. Un bacteri, que és una de les formes de vida més petites, està format per uns 7.000 productes químics diferents. Cadascun té la seva pròpia funció biològica específica i ha d’estar sempre present en la quantitat “adequada” per al bon funcionament del bacteri. Si llavors considerem l’home, descobrim que està format per almenys 10.000 milions de cèl·lules; al seu torn, es componen de desenes de milers de productes químics diferents distribuïts en nombroses estructures microscòpiques (orgànuls cel·lulars). Al cos humà, les cèl·lules es diferencien en uns 200 tipus diferents. Els diversos tipus de cèl·lules s’organitzen en teixits que, al seu torn, formen òrgans. Els òrgans constitueixen els sistemes i els aparells i aquests s’integren per formar l’organisme.

De les propietats de codificació es deriven les característiques de:

  • Informació : el manteniment i la transmissió de generació en generació de la complexitat dels éssers vius requereixen una quantitat d'informació que, fins i tot per als més senzills, és superior a la que conté una voluminosa enciclopèdia. Totes les estructures i totes les activitats, des de la molècula única fins a l’organisme sencer, des del naixement fins a la mort, estan codificades en el genoma . Els primers elements del genoma descoberts van ser els gens que estan formats per la molècula d’ ADN tancada als cromosomes del nucli cel·lular. Cada gen "conté" informació que, de tant en tant, es pot modular i coordinar amb la d'altres gens. El resultat és un sistema harmoniós i complex que dirigeix ​​les activitats realitzades per les diverses cèl·lules no només en l’organisme adult, sinó també durant el seu creixement i desenvolupament.

De les propietats d’ Energia es deriven les característiques de:

  • Metabolisme : "Metabolisme" significa transformació. De fet, cada organisme sofreix contínues transformacions necessàries pel manteniment de la seva complexa estructura, pel creixement i per les contínues adaptacions al medi. Més adequadament, per metabolisme entenem aquell complex de reaccions químiques ben organitzades capaces d’explotar energia externa per renovar, augmentar o reparar les estructures de l’organisme. Tot això implica, de fet, una transformació contínua de nombroses molècules. La nutrició, la respiració i l’excreció són l’expressió més evident i manifesta dels processos metabòlics que tenen lloc en un organisme.

De la propietat de la capacitat reproductiva en deriven les característiques de:

  • Reproducció : cada criatura viva ha de ser capaç de reproduir-se almenys en una fase del seu cicle vital, amb mètodes i temps sovint diferents i específics de cada espècie, és a dir, ha de ser capaç de generar altres organismes similars a ell mateix. Un organisme unicel·lular duplica el seu ADN , creix i es divideix en dues cèl·lules filles que heretaran una de les dues còpies de l' ADN . En alguns organismes pluricel·lulars, però, la reproducció es produeix mitjançant la fusió de dues cèl·lules (anomenades gàmetes), produïdes per dos individus del sexe oposat. El resultat d’aquesta fusió s’anomena zigot i és una cèl·lula que conté la meitat de l’ ADN del pare i la meitat de la mare. L’individu que es desenvolupa a partir del zigot s’assembla als pares, però serà diferent dels dos. D’aquesta manera, sempre apareixeran noves variants de la mateixa espècie amb cada generació.
Un embrió animal en desenvolupament

De la propietat de Growth es deriven les característiques de:

  • Desenvolupament : el creixement és una propietat característica dels organismes vius. Els bacteris s’engrandeixen, encara que només lleugerament, després d’una divisió reproductiva. Com a regla general, en els organismes que es reprodueixen sexualment, el zigot es divideix diverses vegades per formar milers de milions de cèl·lules. El creixement pot anar acompanyat de l'aparició de nous tipus de cèl·lules, nous teixits i nous òrgans, pot representar un simple augment o fins i tot un dràstic canvi anatòmic i metabòlic com en el cas de la metamorfosi .

De la propietat Evolution es deriven les característiques de:

  • Adaptació : els organismes vius poden canviar la seva anatomia i fisiologia al llarg del temps adaptant-la al seu entorn. Mitjançant la reproducció, els pares transmeten al seu fill una còpia o una part dels seus gens, és a dir, una còpia o una part del seu material hereditari. Per aquest motiu, el nen no és el mateix que el pare, sinó que té diferents caràcters hereditaris. A més, també pot tenir algunes característiques noves que no existien en els seus avantpassats. Un nou personatge o mutació sorgeix com a conseqüència del fet que el material hereditari es transmet lleugerament alterat en comparació amb l’original. L’acumulació d’aquestes variacions al llarg del temps i de l’espai pot conduir a la formació d’organismes amb característiques estructurals molt diferents. D’aquesta manera, en el transcurs de les eres geològiques, es van originar noves espècies d’organismes vius. Una anàlisi acurada i estudis en profunditat testimonien que la gran varietat d’organismes vius actuals es va originar a través d’un procés anomenat evolució. No és res més que el resultat de les variacions genètiques sumades en el lapse de temps que divideix les primeres formes de vida de les actuals.

De la propietat d' Irritability o Motility es deriven les característiques de:

  • Interacció : tots els organismes vius interactuen amb el medi ambient i entre si. Sabem que una planta necessita aigua, sals minerals, diòxid de carboni, llum i oxigen per créixer: absorbeix totes aquestes "matèries primeres" del medi físic. La seva major o menor disponibilitat afectarà el seu creixement i multiplicació, a més són capaços de respondre als estímuls externs orientant les seves fulles i arrels en resposta respectivament als raigs solars i a la força de la gravetat. La temperatura, la pluja, el vent, la latitud i l’altitud també afecten la vida vegetal. Les plantes són la base dels aliments per als animals i els humans, que al seu torn n’obtenen “matèries primeres” i energia. Fins i tot els organismes més simples com els bacteris o les algues unicel·lulars tenen receptors superficials que els permeten distingir entre membres de les seves pròpies espècies, espècies estranyes, aliments, etc. i respondre adequadament a aquests estímuls.

Hi ha molts casos que no són fàcils de definir. Els virus són un cas extrem, ja que no són capaços de reproduir-se de forma autònoma, però necessiten una cèl·lula hoste, sovint un bacteri, són cristalls moleculars capaços de replicar-se però no tenen el seu propi metabolisme. El debat també inclou els elements transposables del genoma, unitats formades per seqüències d’ ADN , també conegudes com a paràsits endonuclears obligatoris. Alguns autors creuen que es tracta de virus que han romàs empresonats al genoma. Aquests elements, tot i que són capaços de reproduir-se generant còpies d’ells mateixos, escapen als intents de classificació, ja que són molècules paràsites de l’ ADN , que poden prosperar i reproduir-se exclusivament dins del nucli cel·lular.

Organització i estructura

Un cladograma que indica les "relacions de parentiu" entre els diversos grups d'éssers vius coneguts

Els dos dominis de la vida es poden dividir breument en organismes procariotes i eucariotes , segons algunes classificacions.

Els procariotes, tots unicel·lulars, es poden dividir en dos regnes principals: els bacteris i l’ Arquea (en les classificacions més recents l’Arquea es considera un domini més que un regne).

Al seu torn, els eucariotes es poden dividir entre organismes unicel·lulars i pluricel·lulars en 4 o 5 regnes, segons la classificació utilitzada. Alguns organismes, com ara diversos motlles de llim (en anglès Slime mold ), un grup polifilètic que inclou, entre d’altres, els mixomicets, s’escapen d’aquest tipus de classificació.

Organismes unicel·lulars

Poden pertànyer al grup dels procariotes, és a dir, amb un nucli primitiu (sense membrana nuclear ), o al grup dels eucariotes, és a dir, amb un nucli cel·lular separat del citoplasma. Hi ha una distància evolutiva considerable entre aquests dos grups d’organismes unicel·lulars, sent aquest últim molt més recent. Es comparteix la hipòtesi que la cèl·lula eucariota es va originar a partir d’una simbiosi entre organismes més simples. Per exemple, alguns orgànuls (com el mitocondri i el cloroplast ) segons la teoria de l’ endosimbiont , deriven de formes bacterianes independents originals. [22]

Organismes pluricel·lulars

Alguns d’ells es formen a partir de cèl·lules indiferenciades en òrgans, com ara esponges . En aquells amb diferenciació de diferents teixits en òrgans ( animals , plantes i fongs ) l’estructura del cos s’organitza de manera jeràrquica, de manera que podem distingir:

Generalment es divideixen en regnes diferents segons la seva capacitat d’agregació entre cèl·lules:

  • Organismes que poden ser tant unicel·lulars com pluricel·lulars:
  • Organismes sempre pluricel·lulars:
    • Plantes que recullen totes les plantes fotosintètiques pluricel·lulars amb teixits i vascularització.
    • Animalia dividida en dues subcategories: Parazoi que consisteix exclusivament en esponges i Metazoi .

Dimensions

El general Sherman, un exemplar de Sequoiadendron giganteum , és l’ésser viu més gran conegut en termes de volum

Els organismes vius més petits són el micoplasma , un grup de bacteris sense paret cel·lular el diàmetre del qual varia entre 0,2 i 0,3 µm .

En general, els organismes unicel·lulars poden arribar fins als 300 µm. No obstant això, l’augment de la mida de les cèl·lules fa que cada vegada sigui més difícil que els nutrients que entren a través de la membrana cel·lular arribin a totes les zones de la mateixa cèl·lula. De fet, els nutrients es mouen per simple difusió , un sistema que esdevé ineficient sobre distàncies que no són prou petites, ja que el temps de recorregut d’una determinada distància per difusió augmenta amb el quadrat de la pròpia distància. Una cèl·lula que creix de mida aviat troba que no té una superfície suficient respecte al seu volum (és a dir, una relació desfavorable entre superfície i volum), ja que, aproximant la cèl·lula a una esfera , la superfície creix segons el quadrat de la radi:

mentre el volum creix segons el cub del radi:

La quantitat de nutrients que pot entrar a la cèl·lula depèn de la superfície, mentre que el volum determina el temps que triguen a arribar a totes les zones. En conseqüència, la proporció superfície-volum posa límits al creixement de la mida dels éssers unicel·lulars [24] .

Per als éssers pluricel·lulars, el límit de mida màxima ve donat per la massa, ja que un organisme excessivament gran no tindria estructures de suport capaces de suportar el seu propi pes. Per tant, la situació és diferent a l'aigua o a terra [25] .

L'organisme més gran conegut en termes de volum és una sequoia gegant ( Sequoiadendron giganteum ) anomenada General Sherman , que té un volum estimat de 1486 m³ [26]

L'organisme més gran conegut basat en la superfície és un fong de l'espècie Armillaria ostoyae que es troba a l' estat de Washington ( EUA ) a la zona del mont Adams . Aquest exemplar té una superfície de més de 600 hectàrees (6 km²). Tot i això, encara hi ha dubtes sobre si es tracta d’un organisme únic i no d’una colònia de diversos individus [27] .

Des del punt de vista de la massa, l’organisme viu més gran sembla ser Pando , una geneta de Populus tremuloides situada al bosc de FishLake, Utah , que té una massa estimada de més de 6 600 tones [28] [29] .

Estudi dels organismes vius

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: Biologia .

La biologia és la ciència que s’ocupa de l’estudi dels organismes vius. L'estudi es pot dur a terme segons els diferents nivells d'organització, des de les cèl·lules individuals que formen un organisme ( biologia cel·lular fins als sistemes complexos de diverses espècies que viuen en el mateix entorn ( ecologia ).

Exemple d’organització jeràrquica taxonòmica. S’indiquen les categories taxonòmiques

La biologia també estudia tot allò relacionat amb els organismes vius, com les molècules que els componen ( biologia molecular ) i les reaccions químiques en què es basa la vida ( bioquímica ).

Sistemàtica i taxonomia

Icona de la lupa mgx2.svg Mateix tema en detall: Classificació científica .

L’estudi dels organismes vius en biologia i en anatomia comparativa busca les analogies entre individus individuals i espècies individuals mitjançant operacions d’arranjaments i agrupacions segons esquemes organitzatius que permetin partir d’elements de continuïtat per arribar a categories generals i cada vegada més àmplies.

Nota

  1. ↑ Graham Lawton, Why Darwin was wrong about the tree of life , revista New Scientist - 24 de gener de 2009
  2. ^ ( EN ) entrevista en vídeo amb Ernst Mayr: 135 - Diferències entre organismes vius i matèria inanimada
  3. ↑ L'autonomia de la biologia Arxivat el 5 de novembre de 2013 a Internet Archive . Ernst Mayr, L’autonomia de la biologia: la posició de la biologia entre les ciències , Revisió trimestral de biologia , 1996, 71: 97–106]
  4. ↑ Ernst Mayr, Cap a una nova filosofia de la biologia , p.2, Cambridge: Harvard University Press, 1988. ISBN 0674896661 .
  5. ↑ Tal Dagan, William Martin, The tree of one percent , Genoma Biology 2006, 7: 118 doi10.1186
  6. ↑ Fantoni A., Bozzaro S., Del Sal G., Cell biology and genetics , Piccin-Nuova Libraria, 2008, ISBN 88-299-1966-7 .
  7. ^ G. De Leo, E. Gineli, S. Fasano, Biology and genetics , EdiSES Scientific and University Editions, 2009, ISBN 978-88-7959-563-6 .
  8. ↑ M. Becker, Kleinsmith Lewis J., Jeff Hardin, El món de la cèl·lula , Edises, 2006, ISBN 88-7959-350-1 .
  9. ↑ DP Snustad - MJ Simmons, Principles of Genetics , EdiSES Scientific and University Editions, 2010, ISBN 978-88-7959-636-7 .
  10. ↑ Gerald Karp, Biologia molecular i cel·lular. Conceptes i experiments , Edises, 2011, ISBN 978-88-7959-696-1 .
  11. ^ Alguns organismes són capaços de mantenir-lo durant prop de 10.000 anys de vida, això es confirma per a l'organisme més antic conegut a nivell nacional-geogràfic.
  12. ↑ DG Gibson, JI Glass, C. Lartigue, VN Noskov, R.-Y. Chuang, MA Algire, GA Benders, MG Montague, Li Ma, MM Moodie, C. Merryman, S. Vashee, R. Krishnakumar, N. Assad-Garcia, C. Andrews-Pfannkoch, EA Denisova, L. Young, Z. -Q. Qi, TH Segall-Shapiro, CH Calvey, PP Parmar, CA Hutchison, III, HO Smith, JC Venter, Creació d’una cèl·lula bacteriana controlada per un genoma sintetitzat químicament , Science DOI: 10.1126 / science.1190719 (2010). Article sencer (pdf) Arxivat el 24 de maig de 2010 a Internet Archive.
  13. ^ Elizabeth Pennisi, El genoma sintètic aporta nova vida al bacteri .
  14. ^ Un bacteri que pot créixer utilitzant arsènic en lloc de fòsfor - Wolfe-Simon F, Blum JS, Kulp TR, Gordon GW, Hoeft SE, Pett-Ridge J, Stolz JF, Webb SM, Weber PK, Davies PC, Anbar AD, Oremland RS - Ciència. 2 de desembre de 2010. PMID 21127214
  15. ↑ Reaves ML, Sinha S., Rabinowitz JD, Kruglyak L., Redfield RJ, Absence of Detectable Arsenate in DNA from Arsenate-Grown GFAJ-1 Cells , a Science , juliol de 2012, DOI : 10.1126 / science.1219861 , PMID 22773140 .
  16. ↑ Erb Tobias J., Kiefer Patrick, Hattendorf Bodo, Günther Detlef, Vorholt Julia A., GFAJ-1 Is an Arsenate-Resistant, Phosphate-Dependent Organism , in Science , juliol de 2012, DOI : 10.1126 / ciència. 1218455, 22773139.
  17. ^ Com definir els punts de vida per reflexionar sobre preguntes exhaustives en l'examen final
  18. ^ Què és la vida i com la busquem en altres mons?
  19. ↑ Definint la vida: revista Astrobiology - ciència de la terra - distribució de l'evolució Origen de l'univers de la vida - vida més enllà , a astrobio.net . Consultat el 18 de novembre de 2010 (arxivat de l' original el 21 d'abril de 2012) .
  20. ^ Què és la vida? Arxivat el 18 de gener de 2012 a Internet Archive . Ciència de Torí
  21. ^ Els organismes pluricel·lulars són comunitats de cèl·lules
  22. ↑ David Attenborough, La vida a la terra, Bur, 1986. Pàgina 24
  23. ↑ Emanuele Padoa, Manual d'anatomia comparada de vertebrats, de la pàgina 89 (Començament dels sistemes de tractament)
  24. ↑ Brock - Biologia dels microorganismes - ISBN 88-408-1259-8
  25. ↑ Giancarlo Gibertini, Biologia de la forma animal , EUS, Roma, 1984
  26. ^ Sequoiadendron giganteum (Lindl.) Buchholz
  27. ↑ El fong humongós: deu anys després Thomas J. Volk, Departament de Biologia, Universitat de Wisconsin
  28. ↑ Mitton Jeffry B., Grant Michael C., Genetic Variation and the Natural History of Quaking Aspen , a BioScience , vol. 46, núm. 1, University of California Press, gener de 1996, pp. 25-31.
  29. ↑ Grant M., Mitton J., Estudi de cas: The Glorious, Golden i Gigantic Quaking Aspen. , a Nature Education Knowledge , vol. 3, núm. 10, 2010, pàg. 40.

Bibliografia

Articles relacionats

Altres projectes

Enllaços externs

Control de l'autoritat Thesaurus BNCF 690 · LCCN (EN) sh2003007697 · GND (DE) 4043831-4 · NDL (EN, JA) 00.570.259
Biologia Portal de biologia : accediu a les entrades de Wikipedia relacionades amb la biologia
Obtingut de " https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Organismo_vivente&oldid=120666124 "