La vida es una característica que distingue a las entidades físicas que tienen procesos biológicos , como los procesos de señalización y auto sostenidos , de aquellos que no los tienen, ya sea porque dichas funciones hayan cesado (hayan muerto ) o porque nunca hayan tenido tales funciones y estén clasificadas como inanimada . Existen varias formas de vida, como plantas , animales , hongos , protistas , arqueas y bacterias . Los criterios pueden a veces ser ambiguos y pueden o no definir virus , viroides, o vida sintética potencial como "viva". La biología es la ciencia que se ocupa del estudio de la vida.
Actualmente no hay consenso con respecto a la definición de vida. Una definición popular es que los organismos son sistemas abiertos que mantienen la homeostasis , están compuestos por células , tienen un ciclo de vida , sufren metabolismo , pueden crecer , adaptarse a su entorno, responder a estímulos , reproducirse y evolucionar . Sin embargo, se han propuesto varias otras definiciones, y hay algunos casos límite de la vida, como virus o viroides.
La abiogénesis intenta describir el proceso natural de la vida que surge de la materia no viva, como los compuestos orgánicos simples . La hipótesis científica prevale ciente es que la transición de entidades no vivientes a entidades vivientes no fue un evento único, sino un proceso gradual de complejidad creciente. La vida en la Tierra apareció por primera vez hace 4,28 mil millones de años, poco después de la formación del océano hace 4,41 mil millones de años , y no mucho después de la formación de la Tierra hace 4,54 mil millones de años. Las primeras formas de vida conocidas son microfósiles de bacterias. La vida actual de la Tierra puede haber descendido de un mundo de ARN , aunque la vida basada en ARN puede no haber sido la primera. El mecanismo por el cual comenzó la vida en la Tierra es desconocido, aunque muchas hipótesis se han formulado y se basan a menudo en el experimento de Miller-Urey .
Desde sus comienzos primordiales, la vida en la Tierra ha cambiado su entorno en una escala de tiempo geológico , pero también se ha adaptado para sobrevivir en la mayoría de los ecosistemas y condiciones. Algunos microorganismos, llamados extremófilos , prosperan en ambientes físicos o geoquímicos extremos que son perjudiciales para la mayoría de las otras vidas en la Tierra. La célula es considerada la unidad estructural y funcional de la vida. Hay dos tipos de células, procarióticas y eucariotas , que consisten en citoplasma dentro de una membrana y contienen muchas biomoléculas comoProteínas y ácidos nucleicos . Las células se reproducen a través de un proceso de división celular , en el cual la célula madre se divide en dos o más células hijas.
En el pasado, ha habido muchos intentos de definir qué se entiende por "vida" a través de conceptos obsoletos como la fuerza ódica , hilomorfismo , la generación espontánea y el vitalismo , que ahora han sido refutada por los descubrimientos biológicos . Aristóteles fue la primera persona en clasificar los organismos. Más tarde, Carl Linneo introdujo su sistema de nomenclatura binomial para la clasificación de especies. Con el tiempo, se descubrieron nuevos grupos y categorías de vida, como las células y los microorganismos, lo que obligó a realizar revisiones dramáticas de la estructura de las relaciones entre los organismos vivos. Aunque actualmente solo se conoce en la Tierra , la vida no tiene por qué limitarse a ella, y muchos científicos especulan sobre la existencia de vida extraterrestre . La vida artificial es una simulación por computadora o una reconstrucción hecha por el hombre de cualquier aspecto de la vida, que a menudo se usa para examinar sistemas relacionados con la vida natural.
La muerte es la terminación permanente de todas las funciones biológicas que sostienen un organismo, y como tal, es el final de su vida. Extinción es el término que describe la extinción de un grupo o taxón , generalmente una especie . Los fósiles son los restos o rastros conservados de los organismos.
Origen de la vida
La edad de la Tierra es de unos 4.540 millones de años. La evidencia sugiere que la vida en la Tierra ha existido durante al menos 3.5 mil millones de años , con las huellas físicas más antiguas de la vida que datan de 3.700 millones de años; sin embargo, algunas teorías, como la teoría del Bombardeo Pesado Tardío , sugieren que la vida en la Tierra puede haber comenzado incluso antes, tan pronto como hace 4.1 a 4.4 mil millones de años, y la química que lleva a la vida puede haber comenzado poco después del Big Bang , hace 13.8 mil millones de años , durante una época en que el universo tenía solo 10–17 millones de años.
Se estima que se han extinguido más del 99% de todas las especies de formas de vida, que ascienden a más de cinco mil millones de especies, que alguna vez vivieron en la Tierra .
Aunque el número de especies de formas de vida catalogadas en la Tierra es de entre 1,2 millones y 2 millones, el número total de especies en el planeta es incierto. Las estimaciones varían de 8 millones a 100 millones, con un rango más estrecho entre 10 y 14 millones, [106] pero puede llegar a 1 billón (con solo una milésima parte del uno por ciento de las especies). descrito) según estudios realizados en mayo de 2016. [108] [109] El número total de pares de bases de ADN relacionados en la Tierra se estima en 5.0 x 10 37 y pesa 50 mil millones de toneladas. En comparación, la masa total de la biosfera.Se ha estimado que es de 4 TtC (billones de toneladas de carbono ). En julio de 2016, los científicos informaron que identificaron un conjunto de 355 genes del Último Ancestro Común Universal (LUCA) de todos los organismos que viven en la Tierra.
Todas las formas de vida conocidas comparten mecanismos moleculares fundamentales, que reflejan su descendencia común ; Sobre la base de estas observaciones, las hipótesis sobre el origen de la vida intentan encontrar un mecanismo que explique la formación de un ancestro común universal , desde moléculas orgánicas simples a través de la vida precelular hasta células protocelulares y metabolismo. Los modelos se han dividido en categorías de "genes primero" y "metabolismo primero", pero una tendencia reciente es la aparición de modelos híbridos que combinan ambas categorías.
No existe un consenso científico actual sobre cómo se originó la vida. Sin embargo, la mayoría de los modelos científicos aceptados se basan en el experimento de Miller-Urey y el trabajo de Sidney Fox , que muestran que las condiciones en la Tierra primitiva favorecieron las reacciones químicas que sintetizan aminoácidos y otros compuestos orgánicos de precursores inorgánicos y los fosfolípidos se forman espontáneamente. bicapas lipídicas , la estructura básica de una membrana celular .
Los organismos vivos sintetizan proteínas , que son polímeros de aminoácidos que utilizan instrucciones codificadas por el ácido desoxirribonucleico (ADN). La síntesis de proteínas implica polímeros intermedios de ácido ribonucleico (ARN). Una posibilidad de cómo comenzó la vida es que los genes se originaron primero, seguidos de las proteínas; la alternativa es que las proteínas vinieron primero y luego los genes.
Sin embargo, debido a que los genes y las proteínas son necesarios para producir el otro, el problema de considerar cuál de los dos fue el primero es el de la gallina o el huevo . La mayoría de los científicos han adoptado la hipótesis de que debido a esto, es improbable que los genes y las proteínas surgieran de manera independiente.
Por lo tanto, una posibilidad, sugerida por primera vez por Francis Crick ,es que la primera vida se basó en el ARN , que tiene las propiedades similares al ADN del almacenamiento de información y las propiedades catalíticas de algunas proteínas. Esto se conoce como la hipótesis del mundo del ARN y está respaldado por la observación de que muchos de los componentes más críticos de las células (los que evolucionan más lentamente) están compuestos principalmente o completamente de ARN. Además, muchos cofactores críticos ( ATP , Acetil-CoA , NADH), etc.) son nucleótidos o sustancias claramente relacionadas con ellos. Las propiedades catalíticas del ARN aún no se habían demostrado cuando se propuso por primera vez la hipótesis, pero fueron confirmadas por Thomas Cech en 1986.
Un problema con la hipótesis del mundo del ARN es que la síntesis de ARN a partir de precursores inorgánicos simples es más difícil que para otras moléculas orgánicas. Una razón para esto es que los precursores de ARN son muy estables y reaccionan entre sí muy lentamente en condiciones ambientales, y también se ha propuesto que los organismos vivos estaban formados por otras moléculas antes del ARN. Sin embargo, la síntesis exitosa de ciertas moléculas de ARN en las condiciones que existían antes de la vida en la Tierra se logró agregando precursores alternativos en un orden específico con el fosfato precursor presente en toda la reacción. Este estudio hace que la hipótesis del mundo del ARN sea más plausible.
Los hallazgos geológicos en 2013 mostraron que las especies reactivas de fósforo (como el fosfito ) abundaban en el océano antes de 3.5 Ga, y que Schreibersite reacciona fácilmente con glicerol acuoso para generar fosfito y glicerol 3-fosfato . Se cree que los meteoritos que contienen Schreibersite del Bombardeo Pesado Tardío podrían haber proporcionado fósforo reducido temprano, que podría reaccionar con las moléculas orgánicas prebióticas para formar biomoléculas fosforiladas , como el ARN .
En 2009, los experimentos demostraron la evolución darwiniana de un sistema de dos componentes de enzimas ARN ( ribozimas ) in vitro . El trabajo se realizó en el laboratorio de Gerald Joyce , quien afirmó que "este es el primer ejemplo, fuera de la biología, de la adaptación evolutiva en un sistema genético molecular".
Los compuestos prebióticos pueden haberse originado extraterrestremente. Los hallazgos de la NASA en 2011, basados en estudios con meteoritos encontrados en la Tierra, sugieren que los componentes de ADN y ARN ( adenina , guanina y moléculas orgánicas relacionadas) pueden formarse en el espacio exterior .
En marzo de 2015, científicos de la NASA informaron que, por primera vez, se formaron complejos compuestos orgánicos de ADN y ARN de la vida, incluidos uracilo , citosina y timina , en el laboratorio bajo condiciones del espacio exterior , utilizando productos químicos de partida, como la pirimidina . en los meteoritos . La pirimidina, como los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), la sustancia química más rica en carbono encontrada en el universo , puede haberse formado en gigantes rojos o en polvo interestelar Y nubes de gas, según los científicos.
De acuerdo con la hipótesis de la panspermia , la vida microscópica, distribuida por los meteoroides , asteroides y otros cuerpos pequeños del Sistema Solar, puede existir en todo el universo.
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