List the defining characteristics of biological life
Biology is the science that studies life, but what exactly is life? Isto pode parecer uma pergunta tola com uma resposta óbvia, mas nem sempre é fácil definir a vida. Por exemplo, um ramo da biologia chamado virologia estuda vírus, que exibem algumas das características das entidades vivas, mas falta outros., Acontece que, embora os vírus possam atacar organismos vivos, causar doenças e até mesmo se reproduzir, eles não cumprem os critérios que os biólogos usam para definir a vida. Consequentemente, os virologistas não são biólogos, estritamente falando. Da mesma forma, alguns biólogos estudam a evolução molecular precoce que deu origem à vida; como os eventos que precederam a vida não são eventos biológicos, estes cientistas também são excluídos da biologia no sentido estrito do termo.,
desde seus primórdios, a biologia tem lutado com estas questões: Quais são as propriedades compartilhadas que fazem algo “vivo”? E quando sabemos que algo está vivo, como encontramos níveis significativos de organização em sua estrutura?,
Objetivos
- Lista as propriedades de vida
- Ordem os níveis de organização dos seres vivos
Propriedades da Vida
Todos os organismos vivos compartilham várias características ou funções de: a ordem, a sensibilidade ou resposta para o meio ambiente, a reprodução, o crescimento e o desenvolvimento, a regulamentação, a homeostase, e a energia de processamento. Quando vistas em conjunto, estas características servem para definir a vida.
ordem
Figura 1., Um sapo representa uma estrutura altamente organizada consistindo de células, tecidos, órgãos e sistemas de órgãos.os organismos
são estruturas altamente organizadas e coordenadas que consistem em uma ou mais células. Mesmo organismos unicelulares muito simples são extraordinariamente complexos: dentro de cada célula, os átomos formam moléculas; estas, por sua vez, compõem organelas celulares e outras inclusões celulares.em organismos multicelulares (Figura 1), células semelhantes formam tecidos. Os tecidos, por sua vez, colaboram para criar órgãos (estruturas do corpo com uma função distinta). Os órgãos trabalham juntos para formar sistemas de órgãos.,sensibilidade ou resposta a estímulos os organismos respondem a diversos estímulos. Por exemplo, as plantas podem curvar-se em direção a uma fonte de luz, subir em cercas e paredes, ou responder ao toque (Figura 2).
Figura 2.As folhas desta planta sensível (Mimosa pudica) caem instantaneamente e dobram quando tocadas. Após alguns minutos, a planta retorna ao normal. (crédito: Alex Lomas)
mesmo bactérias minúsculas podem se mover para ou para longe de produtos químicos (um processo chamado quimiotaxia) ou luz (fototaxis)., O movimento em direção a um estímulo é considerado uma resposta positiva, enquanto o movimento longe de um estímulo é considerado uma resposta negativa.
assista a este vídeo para ver como as plantas respondem a um estímulo—da abertura à luz, para enrolar um tendril em torno de um ramo, para capturar presas.
reprodução
organismos unicelulares reproduzem-se pela primeira vez duplicando o seu ADN, dividindo-o igualmente à medida que a célula se prepara para se dividir para formar duas novas células. Os organismos multicelulares frequentemente produzem células germinativas reprodutivas especializadas que formarão novos indivíduos., Quando ocorre reprodução, os genes que contêm DNA são passados para a descendência de um organismo. Estes genes garantem que a descendência pertencerá à mesma espécie e terá características semelhantes, tais como tamanho e forma.
crescimento e desenvolvimento
Figura 3. Apesar de não serem dois parecidos, estes filhotes herdaram genes de ambos os pais e compartilham muitas das mesmas características.os organismos crescem e desenvolvem-se de acordo com as instruções específicas codificadas pelos seus genes., Esses genes fornecem instruções que direcionam o crescimento e desenvolvimento celular, garantindo que os jovens de uma espécie (Figura 3) cresçam para exibir muitas das mesmas características que seus pais.
regulação
mesmo os organismos mais pequenos são complexos e requerem múltiplos mecanismos regulatórios para coordenar funções internas, responder a estímulos e lidar com tensões ambientais. Dois exemplos de funções internas regulamentadas num organismo são o transporte de nutrientes e o fluxo sanguíneo., Os órgãos (grupos de tecidos que trabalham em conjunto) desempenham funções específicas, tais como o transporte de oxigénio por todo o corpo, a remoção de resíduos, o fornecimento de nutrientes a todas as células e o arrefecimento do corpo.
a Homeostase
Figura 4. Ursos polares (Ursus maritimus) e outros mamíferos que vivem em regiões cobertas de gelo mantêm a sua temperatura corporal gerando calor e reduzindo a perda de calor através de pele espessa e uma camada densa de gordura sob a pele., (crédito: “longhorndave” / Flickr)
a fim de funcionar corretamente, as células precisam ter condições adequadas, tais como temperatura adequada, pH, e concentração adequada de diversos produtos químicos. Estas condições podem, no entanto, mudar de um momento para o outro. Os organismos são capazes de manter as condições internas dentro de uma faixa estreita quase constantemente, apesar das mudanças ambientais, através da homeostase (literalmente, “estado estacionário”)—a capacidade de um organismo para manter condições internas constantes., Por exemplo, um organismo precisa regular a temperatura do corpo através de um processo conhecido como termorregulação. Organismos que vivem em climas frios, como o urso polar (Figura 4), têm estruturas corporais que os ajudam a suportar baixas temperaturas e conservar o calor corporal. Estruturas que ajudam neste tipo de isolamento incluem pele, penas, gordura e gordura. Em climas quentes, os organismos têm métodos (tais como transpiração em seres humanos ou ofegante em cães) que os ajudam a derramar o excesso de calor corporal.todos os organismos utilizam uma fonte de energia para as suas actividades metabólicas., Alguns organismos capturam energia do sol e convertem-na em energia química nos alimentos (fotossíntese); outros usam energia química em moléculas que recebem como alimentos (respiração celular).
Figura 5. O condor da Califórnia (Gymnogyps californianus) usa energia química derivada de alimentos para voar. Os condores da Califórnia são uma espécie ameaçada de extinção; esta ave tem uma etiqueta de asa que ajuda os biólogos a identificar o indivíduo.,
os níveis de organização dos seres vivos
os seres vivos são altamente organizados e estruturados, seguindo uma hierarquia que pode ser examinada numa escala de pequeno a grande. O átomo é a unidade menor e mais fundamental da matéria. É constituído por um núcleo rodeado por electrões. Os átomos formam moléculas. Uma molécula é uma estrutura química composta por pelo menos dois átomos mantidos juntos por uma ou mais ligações químicas., Muitas moléculas que são biologicamente importantes são macromoléculas, grandes moléculas que são tipicamente formadas por polimerização (um polímero é uma molécula grande que é feita pela combinação de unidades menores chamadas monômeros, que são mais simples do que macromoléculas). Um exemplo de uma macromolécula é o ácido desoxirribonucleico (ADN) (Figura 6), que contém as instruções para a estrutura e o funcionamento de todos os organismos vivos.
Figura 6. Todas as moléculas, incluindo esta molécula de ADN, são compostas de átomos., (crédito: “brian0918″/Wikimedia Commons)
algumas células contêm agregados de macromoléculas rodeados por membranas; estas são chamadas de organelas. As organelas são pequenas estruturas que existem dentro das células. Exemplos de organelas incluem mitocôndrias e cloroplastos, que realizam funções indispensáveis: mitocôndrias produzem energia para alimentar a célula, enquanto cloroplastos permitem que as plantas verdes utilizem a energia da luz solar para produzir açúcares. Todos os seres vivos são feitos de células; a própria célula é a menor unidade fundamental de estrutura e função nos organismos vivos., (Este requisito é por que os vírus não são considerados vivos: eles não são feitos de células. Para fazer novos vírus, eles têm que invadir e sequestrar o mecanismo reprodutivo de uma célula viva; só então eles podem obter os materiais de que precisam para se reproduzir. Alguns organismos consistem de uma única célula e outros são multicelulares. As células são classificadas como procarióticas ou eucarióticas. Os procariontes são organismos unicelulares ou coloniais que não possuem núcleos ou organelas ligados à membrana; em contraste, as células dos eucariontes possuem organelas ligadas à membrana e um núcleo ligado à membrana.,em organismos maiores, as células combinam-se para fazer tecidos, que são grupos de células similares que desempenham funções similares ou relacionadas. Órgãos são coleções de tecidos agrupados em conjunto, desempenhando uma função comum. Os órgãos estão presentes não só nos animais, mas também nas plantas. Um sistema de órgãos é um nível mais elevado de organização que consiste em órgãos funcionalmente relacionados. Os mamíferos têm muitos sistemas de órgãos. Por exemplo, o sistema circulatório transporta sangue através do corpo e de e para os pulmões; ele inclui órgãos como o coração e vasos sanguíneos. Os organismos são entidades vivas individuais., Por exemplo, cada árvore numa floresta é um organismo. Procariotas unicelulares e eucariotas unicelulares também são considerados organismos e são tipicamente referidos como microorganismos.todos os indivíduos de uma espécie que vivem dentro de uma área específica são chamados coletivamente de população. Por exemplo, uma floresta pode incluir muitos pinheiros. Todos estes pinheiros representam a população de pinheiros nesta floresta. Populações diferentes podem viver na mesma área específica., Por exemplo, a floresta com pinheiros inclui populações de plantas com flor e também insetos e populações microbianas. Uma comunidade é a soma das populações que habitam uma determinada área. Por exemplo, todas as árvores, flores, insetos e outras populações em uma floresta formam a comunidade da floresta. A floresta em si é um ecossistema. Um ecossistema consiste em todos os seres vivos em uma área particular junto com as partes abióticas, não-vivas desse ambiente, tais como nitrogênio no solo ou água da chuva., No mais alto nível de organização (Figura 7), a biosfera é a coleção de todos os ecossistemas, e representa as zonas de vida na terra. Inclui terra, água e até mesmo a atmosfera, em certa medida.
Practice Question
From a single organelle to the entire biosphere, living organisms are parts of a highly structured hierarchy.
Figura 7. Os níveis biológicos de organização dos seres vivos são mostrados., De uma única organela a toda a biosfera, os organismos vivos são partes de uma hierarquia altamente estruturada., (crédito “organelas”: a modificação da obra de Umberto Salvagnin; crédito “células”: modificação de trabalho por Bruce Wetzel, Harry Schaefer/ Instituto Nacional de Câncer; crédito “tecidos”: modificação de trabalho por Kilbad; Fama Clamosa; Mikael Häggström; crédito “órgãos”: modificação de trabalho por Mariana Ruiz Villareal; crédito “organismos”: modificação de trabalho por “Cristal”/Flickr; crédito “ecossistemas”: modificação de trabalho por US Fish and Wildlife Service Sede; crédito “biosfera”: modificação de trabalho pela NASA)
Qual das seguintes afirmações é falsa?,
- tecidos existem dentro dos órgãos, que existem dentro dos sistemas de órgãos.as comunidades existem dentro das populações, que existem dentro dos ecossistemas.existem organelas dentro das células, que existem dentro dos tecidos.as comunidades existem dentro dos ecossistemas, que existem na biosfera.
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