Qué es la vida y cómo se pueden explicar los procesos vitales han sido temas de acaloradas controversias desde hace más de 500 años. El intento de explicar la naturaleza de eso que llamamos “vida” ha sido uno de los principales objetivos de la biología. Sin embargo, cuando nos referimos a la vida, más bien nos estamos refiriendo al proceso de vivir, que es lo que sí se puede estudiar científicamente. Se puede describir lo que es vivir, se puede definir lo que es un organismo vivo, y se puede intentar establecer una diferencia entre lo vivo y lo no vivo; pero para los estudiosos de siglos anteriores esto no fue nada fácil porque había ideas encontradas. De un lado existía un bando que afirmaba que, en realidad, los organismos vivos no eran diferentes de la materia inanimada; a estas personas se les llamó mecanicistas. El filósofo francés René Descartes (1596-
1650) fue un destacado defensor de este punto de vista. Esta concepción acerca de los seres vivos pronto fue llamada fisicismo dado que sus defensores eran más bien físicos que mecánicos. Del otro lado estaban los vitalistas, que aseguraban que los organismos tenían propiedades que no existían en la materia inerte, y que, por lo tanto, las teorías y conceptos biológicos no se podían reducir a las leyes de la física y de la química. A finales del siglo XIX, el principal vitalista era Luis Pasteur.
De manera muy clara con respecto a este tema, el biólogo evolutivo de origen alemán Ernst Mayr nos dice que ambos bandos tenían algo de razón y que, en parte, ambos se equivocaban. Los mecanicistas o fisicistas estaban en lo correcto al decir que no existe una fuerza vital como componente de la vida, y que, a nivel molecular, la vida se puede explicar según los principios de la física y de la química. Por su parte, los vitalistas tenían razón al afirmar que, a pesar de todo, los organismos no son como la materia inerte, sino que poseen numerosas características propias, especialmente sus programas genéticos, adquiridos a lo largo del tiempo, los cuales no se han encontrado en la materia inanimada. Los organismos son sistemas ordenados a muchos niveles, muy diferentes a todo lo que conocemos en el mundo inanimado.
En el último siglo, ha quedado claro que deben retomarse los principios válidos del fisicismo y del vitalismo, conformando una nueva corriente de pensamiento filosófico acerca de la vida y el vivir que se conoce como organicismo.
El organicismo es el nuevo sistema explicativo o paradigma
biológico que domina desde 1930. Este nos
dice que los procesos a nivel molecular se pueden explicar
perfectamente por mecanismos fisicoquímicos,
pero que dichos mecanismos tienen una influencia
menor en los niveles superiores de integración biológica.
Las características exclusivas de los seres vivos
no se deben a su composición, sino a su organización.
De ahí el origen de la palabra organicismo.
Las funciones de los organismos vivos a nivel molecular obedecen a las leyes de la física y la química. Sin embargo, los organismos son diferentes de la materia inerte. Son sistemas ordenados jerárquicamente, con nuevas propiedades que no se han observado nunca en la materia inanimada.
Los organismos vivos presentan una serie de propiedades que les confieren ciertas cualidades, conocidas como características, que definitivamente no existen en los sistemas inanimados y que, de acuerdo con Audesirk-Audesirk y Mayr, podemos describirlas. Estas son:
1. Los seres vivos tienen una estructura organizada compleja.
2. Los seres vivos tienen la capacidad de adquirir energía y materiales del exterior y los transforman.
3. Los seres vivos tienen capacidad de autorregulación.
4. Los seres vivos tienen capacidad de crecer y desarrollarse, siguiendo un programa genético.
5. Los seres vivos tienen capacidad de responder a estímulos del medio ambiente.
6. Los seres vivos se reproducen utilizando una huella molecular llamada ADN.
7. Los seres vivos, tomados como un todo, tienen capacidad de evolucionar.
Organización compleja
Los organismos vivos son sistemas complejos y ordenados jerárquicamente. Hoy sabemos
que las cualidades de cualquier sistema vivo no son la mera suma de sus componentes,
si no que, en cada nivel de integración superior, surgen o emergen nuevas
propiedades que no se habían podido predecir por muy bien que se conocieran los
componentes del nivel inferior. A estas nuevas propiedades se les conoce como emergentes.
Cada función o proceso que realizan los organismos vivos es vital para su existencia. Todas las funciones interactúan unas con otras para crear un singular y ordenado sistema viviente. Toda función vital tiene su explicación en la estructura y funcionamiento de la célula. Por eso, la unidad de organización de los seres vivos es la célula, cuyas propiedades están sustentadas en función de sus componentes responsables del desarrollo y funcionamiento de los seres vivos: ácidos nucleicos, aminoácidos, enzimas, hormonas y los componentes membranosos que son macromoléculas que están ausentes en la naturaleza no viva.
Cada tipo de organismo se identifica por su aspecto y forma característicos. Los adultos de cada especie tienen su propio tamaño, en tanto las cosas sin vida generalmente presentan formas y tamaños muy variables.
La célula es la parte más simple de la materia viva capaz de realizar todas las actividades necesarias para la vida. Algunos de los organismos más simples, como las bacterias, son unicelulares; es decir, constan de una sola célula. Por el contrario, el cuerpo de un ser humano o el de un árbol como el roble están formados por miles de millones de células; en estos organismos pluricelulares complejos, los procesos del organismo entero dependen del funcionamiento coordinado de las células que lo constituyen.
Obtención y transformación de materia y energía (metabolismo)
Un rasgo fundamental que caracteriza a la vida
es el hecho de que los seres vivos intercambian
sustancias y energía con el medio externo,
Es decir, funcionan como un sistema abierto.
Las sustancias que se incorporan a un organismo ingresan a una red de reacciones químicas en las que se degradan o se utilizan para la construcción de compuestos más complejos. Los organismos necesitan materiales y energía para mantener su alto grado de complejidad y organización, para crecer y reproducirse. Los átomos y las moléculas de los cuales todos los organismos están formados, pueden obtenerse del aire, el agua, el suelo, o a partir de los mismos seres vivos. Toman estos materiales y energía del exterior y los transforman en moléculas propias. Estas transformaciones implican reacciones de tipo químico que son necesarias para sostener las actividades vitales. A la suma de todas las reacciones químicas se le conoce como metabolismo.
El intercambio y las transformaciones de materia y energía pueden encontrarse también en el mundo inanimado. Sin embargo, hay una diferencia fundamental: en los seres vivos, los cientos de miles de reacciones químicas que se producen son coordinadas en el tiempo y en el espacio en forma ordenada y siguiendo las instrucciones del material genético.
En todos los seres vivos ocurren reacciones químicas que son esenciales para la nutrición, el crecimiento y la reparación de las células, así como para la conversión de la energía en formas utilizables. Las reacciones metabólicas ocurren de manera continua en todo ser vivo; en el momento en que se suspenden se considera que el organismo ha muerto.
El anabolismo incluye reacciones químicas de construcción, es decir, que de la unión de moléculas sencillas se obtienen moléculas complejas. En esta fase, al fusionarse las moléculas, se forman entre ellas enlaces químicos, de manera que en dichas reacciones se acumula energía.
El catabolismo incluye las reacciones de desdoblamiento o degradación de moléculas complejas a moléculas simples, que implica ruptura de enlaces y liberación de energía, que será almacenada en las moléculas de ATP para ser utilizadas en las funciones celulares
En la fotosíntesis se construyen moléculas de azúcares y en ellas se acumula la energía luminosa absorbida del Sol. La fotosíntesis es un proceso complejo que implica una serie de reacciones químicas, que se resumen en una sola reacción general, donde se tienen los reactivos iniciales y los productos finales
Autorregulación (homeostasis)
Los seres vivos se caracterizan por poseer toda clase de mecanismos de control y regulación,
Incluyendo múltiples mecanismos de retroalimentación que mantienen al organismo
en un estado estacionario. Esto, definitivamente, no se encuentra en la materia inanimada.
Todos los organismos necesitan mantener su ambiente interno relativamente estable, aun cuando las condiciones externas cambien en forma drástica. Esta condición se llama homeostasis.
Cuando la temperatura del cuerpo desciende por debajo de su nivel normal, el cerebro inicia una serie de impulsos que constriñen los vasos sanguíneos de la piel reduciendo así la pérdida de calor a través de la superficie.
Si la temperatura corporal desciende aún más, el cerebro empieza a enviar impulsos nerviosos hasta los músculos, estimulando las rápidas contracciones musculares conocidas como escalofríos, un proceso que tiene como resultado la generación de calor.
Crecimiento y desarrollo
Los organismos en general, atraviesan un ciclo vital en el cual crecen y se desarrollan. Tal característica se da en todo tipo de organismos, incluso en los microscópicos, pero donde es muy clara es en los organismos superiores que inician su vida con un tamaño muy pequeño y durante su ciclo de vida su crecimiento es muy evidente. Es de notarse que el desarrollo se da junto con el crecimiento, pues no es sólo aumento de volumen, sino de cambios en las formas de la apariencia corporal o estados mucho más drásticos como la metamorfosis de una mariposa o una rana. En cualquier caso, este proceso involucra la síntesis de macromoléculas específicas, que está a cargo de la información genética. El desarrollo abarca todos los cambios que se producen durante la vida de un organismo.
Capacidad de responder a estímulos
Los seres vivos tienen la capacidad de identificar y responder a los estímulos
que reciben en su medio ambiente, ya sea interno y externo
Los animales han desarrollado durante su proceso evolutivo órganos sensoriales y sistemas musculares que les permiten identificar y responder a estímulos físicos y químicos externos e internos.
Los estímulos que pueden producir una respuesta en casi todas las plantas y animales, son cambios de color, intensidad o dirección de la luz, variación de temperatura, presión o sonido y cambios de la composición química de la tierra, el agua o el aire a su alrededor.
En el ser humano y otros animales superiores, algunas células del cuerpo están muy especializadas y responden a ciertos tipos de estímulos: los bastones y conos de la retina (membrana del ojo) responden a la luz, algunas células de la nariz y las células gustativas de la lengua a estímulos químicos, y las células especiales de la piel, a cambios de temperatura o presión. En animales inferiores y plantas, pueden faltar estas células especializadas, pero el organismo entero responde al calor o frío, a algunas sustancias químicas o a la luz, acercándose o alejándose.
Los animales no son los únicos organismos que reciben y responden a estímulos. Los vegetales reaccionan a la luz, la gravedad, el agua y otros estímulos, principalmente por crecimiento de las diferentes partes de su cuerpo. El tallo de las plantas se curva hacia la luz, las raíces crecen hacia abajo y las hojas se pliegan o languidecen durante la noche. Unas cuantas plantas como la atrapamoscas venus, son particularmente sensibles a los estímulos táctiles y pueden capturar insectos. Otro caso es el de la planta Mimosa pudica, que en nuestra región se le conoce como “cuca”. Se identifica porque al ser tocada con la mano, rápidamente cierra sus hojas
Reproducción (autorreplicación)
Una de las características más sorprendentes de los seres vivos es su capacidad de autor reproducirse, de transmitir información genética a su descendencia y así generar nuevos seres vivos con sus mismas características. Sin esta capacidad, los seres vivos no podrían persistir en el tiempo, generación tras generación.
Los procesos para generar descendientes son variados, pero los resultados son los mismos. La diversidad de la vida sucede, en parte, porque los descendientes, aunque provienen del material genético proporcionado por los padres, por lo general, son algo diferentes. Los mecanismos por medio de los cuales los rasgos pasan de una generación a la siguiente, valiéndose de una huella genética, contenida en moléculas de ADN, produce estos descendientes variables.
Se conocen dos tipos de reproducción asexual y sexual. En la reproducción asexual siempre participa un solo progenitor, el cual se divide, germina o fragmenta para formar dos o más descendientes. La reproducción sexual requiere de la participación de células reproductoras llamadas gametos. El gameto femenino es el óvulo y el masculino el espermatozoide; el óvulo y el espermatozoide se unen formando una célula llamada cigoto a partir de la cual se formará un nuevo individuo.
Adaptación y evolución
Los organismos son el producto de 3 mil 800 millones de años de evolución. Todas sus características reflejan esta historia. El desarrollo, el comportamiento y todas las demás actividades de los organismos vivos están controlados, en parte, por programas genéticos que son el resultado de la acumulación de información a lo largo de la vida. Los organismos vivos son sistemas adaptados como resultado de la selección natural a la que se vieron sometidos en incontables generaciones anteriores.
La composición genética de un individuo es prácticamente la misma durante su ciclo de vida, pero la composición genética de la población de individuos de la misma especie cambia a lo largo de muchas generaciones, es decir, evoluciona. La fuerza más importante en la evolución es la selección natural, proceso mediante el cual los organismos que poseen rasgos que les ayudan a adaptarse a las condiciones de su medio, sobreviven y se reproducen más satisfactoriamente que otros que carecen de tales rasgos. Los rasgos adaptativos que surgen de una mutación genética que incrementa la supervivencia pasan a la siguiente generación
La capacidad de una especie de adaptarse a su ambiente es la característica que le permite sobrevivir en un mundo en constante cambio. Las adaptaciones son cambios que incrementan la capacidad del organismo de sobrevivir en un ambiente determinado
No hay comentarios:
Publicar un comentario