List the defining characteristics of biological life
Biology is the science that studies life, but what exactly is life? Esto puede sonar como una pregunta tonta con una respuesta obvia, pero no siempre es fácil definir la vida. Por ejemplo, una rama de la biología llamada virología estudia los virus, que exhiben algunas de las características de las entidades vivientes pero carecen de otras., Resulta que aunque los virus pueden atacar a organismos vivos, causar enfermedades e incluso reproducirse, no cumplen con los criterios que los biólogos utilizan para definir la vida. En consecuencia, los virólogos no son biólogos, estrictamente hablando. Del mismo modo, algunos biólogos estudian la evolución molecular temprana que dio origen a la vida; dado que los eventos que precedieron a la vida no son eventos biológicos, estos científicos también están excluidos de la biología en el sentido estricto del término.,
Desde sus inicios, la biología ha luchado con estas preguntas: ¿cuáles son las propiedades compartidas que hacer algo «vivo»? Y una vez que sabemos que algo está vivo, ¿cómo encontramos niveles significativos de organización en su estructura?,
objetivos de aprendizaje
- enumerar las propiedades de la vida
- ordenar los niveles de organización de los seres vivos
propiedades de la vida
todos los organismos vivos comparten varias características o funciones clave: orden, sensibilidad o respuesta al medio ambiente, reproducción, crecimiento y desarrollo, regulación, homeostasis y procesamiento de energía. Cuando se ven juntos, estas características sirven para definir la vida.
Orden
la Figura 1., Un sapo representa una estructura altamente organizada que consiste en células, tejidos, órganos y sistemas de órganos.
Los organismos son estructuras altamente organizadas y coordinadas que consisten en una o más células. Incluso los organismos unicelulares muy simples son notablemente complejos: dentro de cada célula, los átomos forman moléculas; estos a su vez forman orgánulos celulares y otras inclusiones celulares.
en organismos multicelulares (Figura 1), células similares forman tejidos. Los tejidos, a su vez, colaboran para crear órganos (estructuras corporales con una función distinta). Los órganos trabajan juntos para formar sistemas de órganos.,
sensibilidad o respuesta a estímulos
Los organismos responden a diversos estímulos. Por ejemplo, las plantas pueden inclinarse hacia una fuente de luz, trepar por cercas y paredes, o responder al tacto (Figura 2).
la Figura 2.Las hojas de esta planta sensible (Mimosa pudica) se inclinarán y doblarán instantáneamente cuando se toquen. Después de unos minutos, la planta vuelve a la normalidad. (crédito: Alex Lomas)
incluso las bacterias diminutas pueden moverse hacia o lejos de los productos químicos (un proceso llamado quimiotaxis) o la luz (fototaxis)., El movimiento hacia un estímulo se considera una respuesta positiva, mientras que el movimiento lejos de un estímulo se considera una respuesta negativa.
vea este video para ver cómo las plantas responden a un estímulo, desde abrirse a la luz, envolver un zarcillo alrededor de una rama, hasta capturar presas.
reproducción
los organismos unicelulares se reproducen primero duplicando su ADN, y luego dividiéndolo por igual a medida que la célula se prepara para dividirse para formar dos nuevas células. Los organismos multicelulares a menudo producen células reproductivas especializadas de la línea germinal que formarán nuevos individuos., Cuando se produce la reproducción, los genes que contienen ADN se transmiten a la descendencia de un organismo. Estos genes aseguran que la descendencia pertenezca a la misma especie y tenga características similares, como tamaño y forma.
crecimiento y desarrollo
Figura 3. Aunque no hay dos iguales, estos cachorros han heredado genes de ambos padres y comparten muchas de las mismas características.
Los organismos crecen y se desarrollan siguiendo instrucciones específicas codificadas por sus genes., Estos genes proporcionan instrucciones que dirigirán el crecimiento y desarrollo celular, asegurando que las crías de una especie (figura 3) crezcan para exhibir muchas de las mismas características que sus padres.
regulación
incluso los organismos más pequeños son complejos y requieren múltiples mecanismos reguladores para coordinar las funciones internas, responder a los estímulos y hacer frente a las tensiones ambientales. Dos ejemplos de funciones internas reguladas en un organismo son el transporte de nutrientes y el flujo sanguíneo., Los órganos (grupos de tejidos que trabajan juntos) realizan funciones específicas, como transportar oxígeno por todo el cuerpo, eliminar desechos, suministrar nutrientes a cada célula y enfriar el cuerpo.
Homeostasis
Figura 4. Los osos polares (Ursus maritimus) y otros mamíferos que viven en regiones cubiertas de hielo mantienen su temperatura corporal generando calor y reduciendo la pérdida de calor a través de un pelaje grueso y una capa densa de grasa debajo de su piel., (crédito: «longhorndave»/Flickr)
para funcionar correctamente, las células deben tener condiciones apropiadas, como temperatura adecuada, pH y concentración adecuada de diversos productos químicos. Sin embargo, estas Condiciones pueden cambiar de un momento a otro. Los organismos son capaces de mantener las condiciones internas dentro de un rango estrecho casi constantemente, a pesar de los cambios ambientales, a través de la homeostasis (literalmente, «estado estacionario»), la capacidad de un organismo para mantener condiciones internas constantes., Por ejemplo, un organismo necesita regular la temperatura corporal a través de un proceso conocido como termorregulación. Los organismos que viven en climas fríos, como el oso polar (Figura 4), tienen estructuras corporales que les ayudan a soportar bajas temperaturas y conservar el calor corporal. Las estructuras que ayudan en este tipo de aislamiento incluyen pelaje, plumas, grasa y grasa. En climas cálidos, los organismos tienen métodos (como la transpiración en los seres humanos o jadeo en los perros) que les ayudan a arrojar el exceso de calor corporal.
Procesamiento de Energía
Todos los organismos utilizan una fuente de energía para sus actividades metabólicas., Algunos organismos capturan energía del sol y la convierten en energía química en los alimentos (fotosíntesis); otros usan energía química en moléculas que toman como alimento (respiración celular).
la Figura 5. El Cóndor de California (Gymnogyps californianus) utiliza energía química derivada de los alimentos para impulsar el vuelo. Los cóndores de California son una especie en peligro de extinción; esta ave tiene una etiqueta alar que ayuda a los biólogos a identificar al individuo.,
los niveles de organización de los seres vivos
Los seres vivos están altamente organizados y estructurados, siguiendo una jerarquía que se puede examinar en una escala de pequeño a grande. El átomo es la unidad más pequeña y fundamental de la materia. Consiste en un núcleo rodeado de electrones. Los átomos forman moléculas. Una molécula es una estructura química que consiste en al menos dos átomos unidos por uno o más enlaces químicos., Muchas moléculas que son biológicamente importantes son macromoléculas, moléculas grandes que se forman típicamente por polimerización (un polímero es una molécula grande que se hace combinando unidades más pequeñas llamadas monómeros, que son más simples que las macromoléculas). Un ejemplo de una macromolécula es el ácido desoxirribonucleico (ADN) (Figura 6), que contiene las instrucciones para la estructura y el funcionamiento de todos los organismos vivos.
la Figura 6. Todas las moléculas, incluyendo esta molécula de ADN, están compuestas de átomos., (crédito: «brian0918″/Wikimedia Commons)
algunas células contienen agregados de macromoléculas rodeadas por membranas; estas se llaman orgánulos. Los orgánulos son pequeñas estructuras que existen dentro de las células. Ejemplos de orgánulos incluyen mitocondrias y cloroplastos, que llevan a cabo funciones indispensables: las mitocondrias producen energía para alimentar la célula, mientras que los cloroplastos permiten a las plantas verdes utilizar la energía de la luz solar para producir azúcares. Todos los seres vivos están hechos de células; la célula misma es la unidad fundamental más pequeña de estructura y función en los organismos vivos., (Este requisito es la razón por la que los virus no se consideran vivos: no están hechos de células. Para crear nuevos virus, tienen que invadir y secuestrar el mecanismo reproductivo de una célula viva; solo entonces pueden obtener los materiales que necesitan para reproducirse. Algunos organismos consisten en una sola célula y otros son multicelulares. Las células se clasifican como procariotas o eucariotas. Los procariotas son organismos unicelulares o coloniales que no tienen núcleos u orgánulos Unidos a la membrana; en contraste, las células de los eucariotas tienen orgánulos Unidos a la membrana y un núcleo unido a la membrana.,
en organismos más grandes, las células se combinan para crear tejidos, que son grupos de células similares que llevan a cabo funciones similares o relacionadas. Los órganos son colecciones de tejidos agrupados que realizan una función común. Los órganos están presentes no solo en los animales, sino también en las plantas. Un sistema de órganos es un nivel superior de organización que consiste en órganos funcionalmente relacionados. Los mamíferos tienen muchos sistemas de órganos. Por ejemplo, el sistema circulatorio transporta la sangre a través del cuerpo y hacia y desde los pulmones; incluye órganos como el corazón y los vasos sanguíneos. Los organismos son entidades vivientes individuales., Por ejemplo, cada árbol en un bosque es un organismo. Los procariotas unicelulares y los eucariotas unicelulares también se consideran organismos y se conocen típicamente como microorganismos.
todos los individuos de una especie que viven dentro de un área específica se llaman colectivamente una población. Por ejemplo, un bosque puede incluir muchos pinos. Todos estos pinos representan la población de pinos en este bosque. Diferentes poblaciones pueden vivir en la misma área específica., Por ejemplo, el bosque con pinos incluye poblaciones de plantas con flores y también insectos y poblaciones microbianas. Una comunidad es la suma de las poblaciones que habitan un área en particular. Por ejemplo, todos los árboles, flores, insectos y otras poblaciones en un bosque forman la Comunidad del bosque. El bosque en sí es un ecosistema. Un ecosistema consiste en todos los seres vivos en un área particular junto con las partes abióticas e inertes de ese entorno, como el nitrógeno en el suelo o el agua de lluvia., En el nivel más alto de organización (Figura 7), la biosfera es la colección de todos los ecosistemas, y representa las zonas de vida en la tierra. Incluye la tierra, el agua e incluso la atmósfera hasta cierto punto.
pregunta práctica
de un único orgánulo a toda la Biosfera, los organismos vivos son parte de una jerarquía altamente estructurada.
la Figura 7. Se muestran los niveles biológicos de organización de los seres vivos., Desde un único orgánulo hasta toda la Biosfera, los organismos vivos forman parte de una jerarquía altamente estructurada., (crédito «organelles»: modificación del trabajo de Umberto Salvagnin; crédito «cells»: modificación del trabajo de Bruce Wetzel, Harry Schaefer/ National Cancer Institute; crédito «tissues»: modificación del trabajo de Kilbad; Fama Clamosa; Mikael Häggström; crédito «organs»: modificación del trabajo de Mariana Ruiz Villareal; crédito «organisms»: modificación del trabajo de «Crystal»/Flickr; crédito «ecosystems»: modificación del trabajo de US Fish and Wildlife Service Headquarters; crédito «biosphere»: modificación del trabajo de NASA)
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?,
- Los tejidos existen dentro de los órganos, que existen dentro de los sistemas de órganos.
- Las comunidades existen dentro de las poblaciones, que existen dentro de los ecosistemas.
- los orgánulos existen dentro de las células, que existen dentro de los tejidos.
- Las comunidades existen dentro de los ecosistemas, que existen en la Biosfera.
Compruebe su comprensión
responda las preguntas a continuación para ver qué tan bien entiende los temas tratados en la sección anterior. Este breve examen no cuenta para su calificación en la clase, y puede repetirlo un número ilimitado de veces.
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