Características gerais dos seres vivos. Biologia é a ciência que estuda a vida, mas o que exatamente é a vida? Isso pode soar como uma pergunta boba com uma resposta óbvia, mas nem sempre é fácil definir a vida. Por exemplo, um ramo da biologia chamado vírus da virologia estuda, que exibe algumas das características de entidades vivas, mas falta outras. Acontece que, embora os vírus possam atacar organismos vivos, causar doenças e até se reproduzir, eles não atendem aos 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; já que os eventos que antecederam a vida não são eventos biológicos, esses cientistas também são excluídos da biologia no sentido estrito do termo.
Desde seus primórdios, a biologia tem lutado com essas questões: Quais são as propriedades compartilhadas que tornam algo “vivo”? E uma vez que sabemos que algo está vivo, como encontramos níveis significativos de organização em sua estrutura?
Propriedades da Vida
Figura 1. Esta borboleta monarca fêmea representa uma estrutura altamente organizada, consistindo de células, tecidos, órgãos e sistemas de órgãos.
Todos os organismos vivos compartilham várias características ou funções principais: ordem, sensibilidade ou resposta ao meio ambiente, reprodução, crescimento e desenvolvimento, regulação, homeostase e processamento de energia. Quando vistas juntas, essas características servem para definir a vida.
Organização
Organismos são estruturas altamente organizadas e coordenadas que consistem em uma ou mais células. Mesmo muito simples, os organismos unicelulares são notavelmente complexos: dentro de cada célula, os átomos formam moléculas; estes, por sua vez, formam organelas celulares e outras inclusões celulares.
Em organismos multicelulares (Figura 1), células semelhantes formam tecidos. Tecidos, por sua vez, colaboram para criar órgãos (estruturas do corpo com uma função distinta). Órgãos trabalham juntos para formar sistemas de órgãos.
Sensibilidade ou Resposta aos Estímulos
Figura 2. As folhas desta planta sensível ( Mimosa pudica ) irão cair e dobrar instantaneamente quando tocadas. Após alguns minutos, a planta retorna ao normal.
Organismos respondem a diversos estímulos. Por exemplo, as plantas podem curvar-se em direção a uma fonte de luz, subir em cercas e muros ou responder ao toque (Figura 2). Mesmo minúsculas bactérias podem se mover em direção a ou longe de produtos químicos (um processo chamado de quimiotaxia ) ou luz ( fototaxia ). O movimento em direção a um estímulo é considerado uma resposta positiva, enquanto o afastamento de um estímulo é considerado uma resposta negativa.
Assista a este vídeo para ver como as plantas reagem a um estímulo – da abertura à luz, passando uma gavinha ao redor de um galho, até a captura da presa.
Reprodução
Os organismos unicelulares se reproduzem primeiro duplicando seu DNA e dividindo-o igualmente à medida que a célula se prepara para se dividir para formar duas novas células. Os organismos multicelulares geralmente produzem células germinativas reprodutivas especializadas que formarão novos indivíduos.
Quando a reprodução ocorre, genes contendo DNA são repassados para os descendentes de um organismo. Esses genes asseguram que os descendentes pertencerão à mesma espécie e terão características semelhantes, como tamanho e forma.
Crescimento e desenvolvimento
Figura 3. Embora não haja dois parecidos, esses filhotes herdaram genes de ambos os pais e compartilham muitas das mesmas características.
Os organismos crescem e se desenvolvem seguindo instruções específicas codificadas por seus genes. Esses genes fornecem instruções que direcionam o crescimento e o desenvolvimento celular, assegurando que os jovens de uma espécie (Figura 3) cresçam para exibir muitas das mesmas características que seus pais.
Regulação
Mesmo os organismos menores são complexos e exigem múltiplos mecanismos regulatórios para coordenar funções internas, responder a estímulos e lidar com estresses ambientais. Dois exemplos de funções internas reguladas em um organismo são o transporte de nutrientes e o fluxo sanguíneo. Órgãos (grupos de tecidos trabalhando juntos) executam funções específicas, como transportar oxigênio por todo o corpo, remover resíduos, fornecer nutrientes a cada célula e resfriar o corpo.
Homeostase
Figura 4. Ursos polares ( Ursus maritimus ) e outros mamíferos que vivem em regiões cobertas de gelo mantêm a temperatura corporal gerando calor e reduzindo a perda de calor através de pêlos espessos e uma densa camada de gordura sob a pele.
Para funcionar adequadamente, as células precisam ter condições adequadas, como temperatura adequada, pH e concentração adequada de diversos produtos químicos. Essas 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 de manter condições internas constantes. Por exemplo, um organismo precisa regular a temperatura corporal por meio 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 resistir a baixas temperaturas e a conservar o calor do corpo. Estruturas que auxiliam nesse tipo de isolamento incluem peles, penas, gordura e gordura. Em climas quentes, os organismos têm métodos (como a transpiração em humanos ou ofegantes em cães) que os ajudam a eliminar o excesso de calor corporal.
Processamento de Energia
Todos os organismos usam uma fonte de energia para suas atividades metabólicas. Alguns organismos captam energia do sol e a convertem em energia química nos alimentos (fotossíntese); outros usam energia química em moléculas que tomam como alimento (respiração celular).
Figura 5. O condor da Califórnia ( Gymnogyps californianus ) usa energia química derivada de alimento para alimentar o vôo. Condores da Califórnia são uma espécie em extinção; Este pássaro tem uma etiqueta de asa que ajuda os biólogos a identificar o indivíduo.
Níveis de organização de coisas vivas
As coisas vivas são altamente organizadas e estruturadas, seguindo uma hierarquia que pode ser examinada em uma escala de pequena a grande. O átomo é a menor e mais fundamental unidade de matéria. Consiste em um núcleo cercado por elétrons. Dois ou mais átomos são unidos por uma ou mais ligações químicas para formar moléculas.
Muitas moléculas que são biologicamente importantes são macromoléculas , moléculas grandes 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 as macromoléculas). Um exemplo de uma macromolécula é o ácido desoxirribonucleico (DNA) (Figura 6), que contém as instruções para a estrutura e funcionamento de todos os organismos vivos.
Figura 6. Todas as moléculas, incluindo essa molécula de DNA, são compostas de átomos. (crédito: “brian0918 ″ / Wikimedia Commons)
Algumas células contêm agregados de macromoléculas rodeados por membranas; estes são chamados organelas . Organelas são pequenas estruturas que existem dentro das células. Exemplos de organelas incluem mitocôndrias e cloroplastos, que desempenham funções indispensáveis: as mitocôndrias produzem energia para alimentar a célula, enquanto os cloroplastos permitem que as plantas verdes utilizem a energia da luz solar para produzir açúcares. T
odas as coisas vivas são feitas de células; a célula em si é a menor unidade fundamental de estrutura e função nos organismos vivos. (Esse requisito é o porquê dos vírus não serem considerados vivos: eles não são feitos de células. Para produzir novos vírus, eles precisam invadir e sequestrar o mecanismo reprodutivo de uma célula viva; só então podem obter os materiais de que precisam para se reproduzir.) Alguns organismos consistem em 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 eucariotos têm organelas ligadas à membrana e um núcleo ligado à membrana.
Na maioria dos organismos multicelulares, as células se combinam para formar tecidos , que são grupos de células similares que desempenham funções semelhantes ou relacionadas. Órgãos são coleções de tecidos agrupados, executando uma função comum. Os órgãos estão presentes não apenas em animais, mas também em plantas.
Um sistema de órgãos é um nível superior de organização que consiste em órgãos funcionalmente relacionados. Mamíferos têm muitos sistemas orgânicos. Por exemplo, o sistema circulatório transporta o sangue através do corpo e de e para os pulmões; Inclui órgãos como o coração e os vasos sanguíneos.
Organismos são entidades vivas individuais. Por exemplo, cada árvore em uma floresta é um organismo. Procariontes unicelulares e eucariotos unicelulares são também considerados organismos e são tipicamente referidos como microrganismos.
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 esses pinheiros representam a população de pinheiros nesta floresta.
Diferentes populações podem viver na mesma área específica. Por exemplo, a floresta com os pinheiros inclui populações de plantas com flores e também insetos e populações microbianas. Uma comunidade é a soma das populações que habitam uma área específica. 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 de uma determinada área, juntamente com as partes abióticas e não vivas do ambiente, como o nitrogênio no solo ou a água da chuva. No nível mais alto de organização, a biosfera é a coleção de todos os ecossistemas e representa as zonas da vida na Terra. Inclui terra, água e até a atmosfera até certo ponto.
