1.7: Temas y Conceptos de la Biología - Propiedades de la Vida

Objetivos de aprendizaje

• Describir las propiedades de la vida

Todos los organismos vivos comparten varias características o funciones clave: orden, sensibilidad o respuesta al ambiente, reproducción, crecimiento y desarrollo, regulación, homeostasis y procesamiento energético. Cuando se ven juntas, estas ocho características sirven para definir la vida.

Figura\(\PageIndex{1}\): Organismos multicelulares: Un sapo representa una estructura altamente organizada que consiste en células, tejidos, órganos y sistemas de órganos.

Orden

Los organismos son estructuras altamente organizadas y coordinadas que constan de 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, 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.

Figura\(\PageIndex{1}\): Respuesta a los estímulos: Las hojas de esta planta sensible (Mimosa pudica) se inclinarán instantáneamente y se doblarán cuando se toquen. Después de unos minutos, la planta vuelve a la normalidad.

Sensibilidad o respuesta a estímulos

Los organismos pueden responder a diversos estímulos. Por ejemplo, las plantas pueden crecer hacia una fuente de luz, trepar a cercas y paredes, o responder al tacto. Incluso las bacterias diminutas pueden moverse hacia o alejarse 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 alejamiento de un estímulo se considera una respuesta negativa.

Reproducción

Los organismos unicelulares se reproducen duplicando primero su ADN. Luego la dividen por igual a medida que la célula se prepara para dividirse para formar dos nuevas celdas. Los organismos multicelulares a menudo producen células germinales reproductivas especializadas que formarán nuevos individuos. Cuando ocurre la reproducción, los genes que contienen ADN se pasan a la descendencia de un organismo. Estos genes aseguran que la descendencia pertenecerá a la misma especie y tendrá características similares, como tamaño y forma.

Figura\(\PageIndex{1}\): Reproducción: Aunque no hay dos iguales, estos gatitos han heredado genes de ambos padres y comparten muchas de las mismas características.

Crecimiento y Desarrollo

Todos 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 la cría de una especie crecerá 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 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, entregar nutrientes a cada célula y enfriar el cuerpo.

Figura\(\PageIndex{1}\): Homeostasis: 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 del pelaje grueso y una densa capa de grasa debajo de su piel.

Homeostasis

Para funcionar correctamente, las células necesitan tener condiciones adecuadas como temperatura, pH y concentración adecuada de diversos químicos. Estas condiciones pueden, sin embargo, cambiar de un momento a otro. Los organismos son capaces de mantener 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, 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 humanos o el jadeo en los perros) que les ayudan a arrojar el exceso de calor corporal.

Figura\(\PageIndex{1}\): Procesamiento de energía: El cóndor de California (Gymnogyps californianus) utiliza energía química derivada de los alimentos para impulsar el vuelo.

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; otros utilizan energía química en moléculas que toman como alimento.

Figura\(\PageIndex{1}\): Adaptación en la lagartija cornuda de cola plana: Esta lagartija exhibe un cuerpo aplanado y una coloración que ayuda a camuflarla, siendo ambas características adaptativas que le ayudan a evitar depredadores.

Evolución

Como una población de organismos interactúa con el ambiente, los individuos con rasgos que contribuyen a la reproducción y supervivencia en ese ambiente particular dejarán más crías. Con el tiempo esos rasgos ventajosos (llamados adaptaciones) se volverán más comunes en la población. Este proceso, cambio con el tiempo, se llama evolución, y es uno de los procesos que explican las diversas especies vistas en biología. Las adaptaciones ayudan a los organismos a sobrevivir en sus nichos ecológicos, y los rasgos adaptativos pueden ser estructurales, conductuales o fisiológicos; como tales, las adaptaciones frecuentemente involucran otras propiedades de los organismos como la homeostasis, la reproducción y el crecimiento y desarrollo.

Puntos Clave

• El orden puede incluir estructuras altamente organizadas como células, tejidos, órganos y sistemas de órganos.
• La interacción con el ambiente se muestra por respuesta a estímulos.
• La capacidad de reproducirse, crecer y desarrollarse son rasgos definitorios de la vida.
• Los conceptos de regulación biológica y mantenimiento de la homeostasis son claves para la supervivencia y definen las principales propiedades de la vida.
• Los organismos utilizan la energía para mantener sus procesos metabólicos.
• Las poblaciones de organismos evolucionan para producir individuos que se adaptan a su entorno específico.

Términos Clave

• fototaxis: El movimiento de un organismo ya sea hacia o lejos de una fuente de luz
• gen: una unidad de herencia; las unidades funcionales de los cromosomas que determinan características específicas codificando proteínas específicas
• quimiotaxis: el movimiento de una célula o un organismo en respuesta a un estimulante químico