Quais são as principais características funcionais de todos os organismos?

O que significa estar vivo? Além de observações filosóficas cotidianas como "uma oportunidade de contribuir para a sociedade", a maioria das respostas pode assumir a seguinte forma:

• "Inspirando e expirando o ar."
• "Um batimento cardíaco."
• "Comer comida e beber água."
• "Responder às mudanças no ambiente, como se vestir para o frio."
• "Começar uma família."

Embora pareçam, na melhor das hipóteses, respostas vagamente científicas, na verdade refletem a definição científica da vida no nível celular. Em um mundo agora repleto de máquinas que podem imitar as ações dos humanos e de outras espécies da flora e, às vezes, exceder em muito a produção humana, é importante examinar a questão: "Quais são as propriedades de vida?"

Diferentes livros didáticos e recursos online fornecem critérios ligeiramente diferentes para quais propriedades constituem as características funcionais dos seres vivos. Para os presentes fins, considere a seguinte lista de atributos como totalmente representativa de um organismo vivo:

• Organização.
• Sensibilidade ou resposta a estímulos.
• Reprodução.
• Adaptação.
• Crescimento e desenvolvimento.
• Regulamento.
• Homeostase.
• Metabolismo.

Cada um deles será explorado individualmente após um breve tratado sobre como a vida, seja ela qual for, provavelmente teve seu início na Terra e os principais ingredientes químicos dos seres vivos.

Todos os seres vivos consistem em pelo menos um célula. Enquanto procariota organismos, que incluem aqueles nos domínios de classificação Bacteria e Archaea, são quase todos unicelulares, aqueles no Eukaryota domínio, que inclui plantas, animais e fungos, normalmente tem trilhões de células individuais.

Embora as próprias células sejam microscópicas, mesmo a célula mais básica consiste em um grande número de moléculas que são muito menores. Mais de três quartos da massa dos seres vivos consistem em água, íons e várias pequenas moléculas orgânicas (ou seja, contendo carbono), como açúcares, vitaminas e ácidos graxos. Os íons são átomos que carregam uma carga elétrica, como o cloro (Cl^-) ou cálcio (Ca²⁺).

O quarto restante da massa viva, ou biomassa, consiste em macro moléculas, ou moléculas grandes feitas de pequenas unidades repetidas. Entre elas estão as proteínas, que constituem a maioria dos seus órgãos internos e consistem em polímeros, ou cadeias, de aminoácidos; polissacarídeos, como glicogênio (um polímero do açúcar simples glicose); e a ácido nucleico ácido desoxirribonucléico (DNA).

Moléculas menores geralmente são movidas para dentro de uma célula de acordo com as necessidades dessa célula. No entanto, a célula precisa fabricar macromoléculas.

Como a vida começou é uma questão fascinante para os cientistas, e não apenas com o propósito de resolver um maravilhoso mistério cósmico. Se os cientistas puderem determinar com certeza como a vida na Terra começou a funcionar, eles poderão prever mais facilmente quais mundos estranhos, se houver, também podem hospedar alguma forma de vida.

Os cientistas sabem que cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, um mero bilhão ou mais de anos depois que a Terra se fundiu em um planeta, existiam organismos procarióticos e que, como os organismos de hoje, eles provavelmente usavam DNA como seu material genético.

Também se sabe que RNA, outro ácido nucleico, pode ter DNA pré-datado de alguma forma. Isso porque o RNA, além de armazenar informações codificadas pelo DNA, também pode catalisar, ou acelerar, certas reações bioquímicas. Também é de fita simples e um pouco mais simples do que o DNA.

Os cientistas são capazes de determinar muitas dessas coisas observando as semelhanças em nível molecular entre organismos que aparentemente têm muito pouco em comum. Os avanços na tecnologia a partir da última parte do século 20 expandiram muito kit de ferramentas da ciência e oferecer esperança de que este mistério reconhecidamente difícil possa um dia ser definitivamente resolvido.

Todas as coisas vivas mostram organização, ou pedido. Isso significa essencialmente que quando você olha de perto para qualquer coisa que está viva, ela é organizada de uma forma altamente improvável de ocorrer em pessoas não-vivas coisas, como o particionamento cuidadoso do conteúdo da célula para evitar "autoagressão" e permitir o movimento eficiente de moléculas críticas.

Mesmo os organismos unicelulares mais simples contêm DNA, um membrana celular e ribossomos, todos primorosamente organizados e projetados para realizar tarefas vitais específicas. Aqui, os átomos formam as moléculas, e as moléculas formam estruturas que se destacam de seu ambiente tanto física quanto funcionalmente.

Células individuais respondem a mudanças em seus interno ambiente de formas previsíveis. Por exemplo, quando uma macromolécula como glicogênio está em falta em seu sistema graças a um longo passeio de bicicleta que você acabou de completar, suas células farão mais disso agregando moléculas (glicose e enzimas) necessárias para a síntese de glicogênio.

No nível macro, algumas respostas para estímulos no externo ambiente são óbvios. Uma planta cresce na direção de uma fonte de luz consistente; você se move para o lado para evitar pisar em uma poça quando seu cérebro diz que ela está lá.

A habilidade de reproduzir é um dos traços mais persistentemente óbvios dos seres vivos. As colônias de bactérias que crescem na comida estragada em uma geladeira representam a reprodução de micro-organismos.

Todos os organismos reproduzem cópias idênticas (procariotas) ou muito semelhantes (eucariotos) de si mesmos, graças ao seu DNA. As bactérias só podem se reproduzir assexuadamente, o que significa que elas simplesmente se dividem em duas para produzir células-filhas idênticas. Humanos, animais e até plantas se reproduzem sexualmente, o que garante diversidade genética da espécie e, portanto, uma maior chance de sobrevivência da espécie.

Sem a habilidade de adaptar às mudanças nas condições ambientais, como mudanças de temperatura, os organismos não seriam capazes de manter a aptidão necessária para a sobrevivência. Quanto mais um organismo consegue se adaptar, maiores são as chances de sobreviver o tempo suficiente para se reproduzir.

É importante notar que "aptidão" é específica da espécie. Algumas arqueobactérias, por exemplo, vivem em aberturas térmicas quase ferventes que matariam rapidamente a maioria dos outros seres vivos.

Crescimento, a maneira pela qual os organismos se tornam maiores e mais diferentes na aparência à medida que amadurecem e envolver-se em atividades metabólicas, é determinado em grande medida pelas informações codificadas em suas DNA.

Essas informações, no entanto, podem fornecer resultados diferentes em ambientes diferentes, e a maquinaria celular do organismo "decide" quais produtos de proteína fazer em quantidades maiores ou menores.

Regulamento pode ser pensada como a coordenação de outros processos indicativos de vida, como o metabolismo e a homeostase.

Por exemplo, você pode regular a quantidade de ar que entra em seus pulmões respirando mais rápido durante os exercícios, e quando você está com uma fome incomum, pode comer mais para compensar o gasto de quantidades excepcionalmente altas de energia.

Homeostase pode ser considerada uma forma mais rígida de regulação, com os limites aceitáveis ​​de "alto" e "baixo" para um determinado estado químico sendo mais próximos.

Os exemplos incluem pH (o nível de acidez dentro de uma célula), temperatura e a proporção das moléculas principais entre si, como oxigênio e dióxido de carbono.

Essa manutenção de um "estado estacionário", ou muito próximo de um, é indispensável aos seres vivos.

Metabolismo é talvez a propriedade da vida mais marcante a cada momento que você provavelmente observará no dia a dia. Todas as células têm a capacidade de sintetizar uma molécula chamada ATP, ou trifosfato de adenosina, que é usado para conduzir processos na célula, como reprodução de DNA e síntese de proteínas.

Isso é possível porque os seres vivos podem usar a energia nas ligações de moléculas que contêm carbono, principalmente glicose e ácidos graxos, para montar ATP, geralmente adicionando um grupo fosfato a difosfato de adenosina (ADP).

Quebrando moléculas (catabolismo) pois a energia é apenas um aspecto do metabolismo. Construir moléculas maiores a partir de outras menores, o que reflete o crescimento, é o anabólico lado do metabolismo.