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Vida para niños

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Archivo:The Earth seen from Apollo 17
La Tierra es el único lugar del universo del que se sabe que hay o ha habido vida; cuna y hogar de la humanidad, y de todas las formas de vida conocidas.

La vida (del latín vita) es una cualidad especial que tienen algunos seres. Es lo que diferencia a un ser vivo de algo que no tiene vida, como una roca. Los seres vivos tienen la capacidad de crecer, cambiar, usar energía, responder a lo que les rodea y reproducirse.

Desde el punto de vista de la biología, la vida se refiere a un conjunto de características que distinguen a los seres vivos. Estas incluyen la capacidad de organizarse, crecer, usar energía (metabolismo), reaccionar a estímulos y crear nuevos seres (reproducción).

Los científicos creen que la vida en la Tierra existe desde hace al menos 3770 a 4280 millones de años. Se piensa que pudo haber comenzado hace unos 4350 millones de años.

¿Qué es la vida?

La vida en la ciencia

En ciencia, la vida puede tener diferentes significados. Por ejemplo, en física, se habla de la "vida media" de algo, como el tiempo que dura una estrella.

En biología, la vida es la condición que tienen los seres vivos. Es el estado entre el nacimiento y la muerte. Desde el punto de vista de la bioquímica, la vida es una característica especial de la materia que permite a las estructuras moleculares crecer, mantenerse en un lugar, sentir y reaccionar a estímulos, y reproducirse para que la vida continúe.

Los seres vivos se diferencian de los objetos sin vida por varias características importantes: su organización molecular, su capacidad de reproducirse, de evolucionar y de manejar su energía interna de forma especial.

En cosmología, que es el estudio del Universo, todavía no sabemos si hay vida en otros lugares además de la Tierra. Sin embargo, algunos científicos, como Carl Sagan, pensaban que, dado lo inmenso que es el cosmos, es muy probable que exista vida, e incluso civilizaciones avanzadas, en otros planetas. La ecuación de Drake es un intento de calcular cuántas civilizaciones podrían existir fuera de la Tierra. Además, hay proyectos científicos, como los proyectos SETI, que buscan señales de vida inteligente en el espacio.

La vida desde la química

Según el científico Ilya Prigogine, ganador del Premio Nobel de Química, la vida es un campo donde las cosas no son lineales y donde el tiempo es muy importante. La vida se caracteriza por ser inestable, lo que significa que las estructuras nacen y desaparecen a lo largo de mucho tiempo.

Para Prigogine, la vida es el tiempo que se graba en la materia. Los cambios que no se pueden revertir son el origen de la organización biológica. Todos los procesos biológicos son irreversibles. Esta irreversibilidad es una característica de todo el Universo: todos envejecemos en la misma dirección porque el tiempo avanza en un solo sentido.

La vida no es un fenómeno único; se forma cada vez que las condiciones de un planeta son adecuadas. Los sistemas vivos son inestables, lo que significa que su futuro no se puede predecir con exactitud. El futuro está abierto a nuevos procesos de transformación y a un aumento de la complejidad de los sistemas vivos, en una creación continua.

La vida desde la filosofía

Desde la filosofía, la vida se puede entender de muchas maneras. Se ha estudiado cómo se relaciona la mente con el cuerpo, o la vida con la existencia. El concepto de vida y muerte ha sido diferente en distintas épocas y culturas de la historia de la humanidad. Como la vida es tan importante para los seres humanos, hay muchas palabras y expresiones que la incluyen.

La vida en la religión

Para la mayoría de las religiones, la vida tiene un significado espiritual y va más allá de lo que vemos.

¿Cómo se define la vida?

Hay muchas formas de definir la vida, dependiendo de la perspectiva:

  • Filosófica: Es una actividad natural que busca mejorarse a sí misma.
  • Religiosa (judeo-cristiana): La vida humana es un paso que lleva el alma de la no existencia a una plenitud eterna.
  • Religiosa (budista): La vida es cada uno de los estados de reencarnación de los seres en el samsara.
  • Fisiológica: Un organismo vivo está hecho de materia orgánica (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, azufre, fósforo) y puede comer, usar energía, eliminar desechos, respirar, moverse, crecer, reproducirse y responder a estímulos. Sin embargo, esta definición no es perfecta, ya que algunas bacterias no respiran, y otras formas de vida como las semillas en estado de reposo no realizan todas estas funciones.
  • Metabólica: Un sistema vivo es un objeto con un límite claro que siempre intercambia sustancias con su entorno sin cambiar su forma. Esta definición también tiene problemas, ya que no incluye a las semillas o esporas en estado de latencia, y podría incluir al fuego como algo vivo.
  • Bioquímica: Todo organismo vivo tiene información hereditaria que se puede copiar, guardada en ácidos nucleicos (como el ADN). Estos controlan cómo funciona la célula usando proteínas llamadas enzimas. Aunque es más precisa, esta definición no considera la posibilidad de vida que no esté basada en la química que conocemos.
  • Genética: La vida es todo organismo que puede cambiar y mejorar a través de la selección natural. Esta definición es debatida porque incluiría a los virus como seres vivos, y algunos no los consideran así.
  • Termodinámica: Los sistemas vivos son una organización especial de la materia que, sin ayuda externa, aumenta su orden de forma continua. Esta definición se basa en el segundo principio de la termodinámica, que dice que el desorden de un sistema aislado siempre aumenta. Un ser vivo puede aumentar su orden porque no es un sistema aislado; lo hace a costa de aumentar el desorden total del Universo.

Una mirada al concepto de vida

Antes, definir la vida era difícil. Se solía hacer comparándola con lo que no tiene vida, como las rocas. Lo que más confundía eran los virus, que no tienen todas las características de otros seres vivos. También era difícil saber exactamente cuándo terminaba la vida y empezaba la muerte.

Debido a esta confusión, se decidió definir la vida basándose en lo que el ADN puede hacer. Se establecieron algunas características comunes:

  1. Los seres vivos necesitan energía, es decir, se alimentan.
  2. Los seres vivos crecen y se desarrollan.
  3. Los seres vivos responden a su medio ambiente.
  4. Los seres vivos se reproducen por sí mismos.

Sin embargo, estas características eran tan simples que podían incluir a los cristales minerales, que también crecen, responden al medio y se reproducen. Por eso, fue necesario buscar otras características más específicas de la vida.

La definición universal de vida es mucho más compleja. El concepto de vida ha evolucionado junto con la biología, la ciencia que la estudia.

La vida y la biología

Niveles de los sistemas vivos Ciencia que los estudia
Partículas elementales Mecánica cuántica, física de partículas
Átomos Química, física
Moléculas Física, química, bioquímica, biología molecular
Orgánulos Biología molecular, biología celular
Células Biología celular, citología
Tejidos Histología
Órganos Histología, fisiología
Sistema Fisiología, anatomía
Organismo Anatomía, etología, psicología
Población Etología, sociología
Comunidad Ecología
Ecosistema Ecología
Biosfera Ecología

En biología, la vida se define como una estructura molecular que se organiza por sí misma. Esta estructura puede intercambiar energía y materia con su entorno para mantenerse, renovarse y reproducirse.

Esta manifestación de vida se distingue del resto del ecosistema por un conjunto de propiedades únicas que tienen los seres vivos. Un ser vivo es la unión de diferentes sistemas que trabajan juntos para ahorrar recursos. Lo que un sistema desecha, otro lo usa como alimento, creando un ciclo de reciclaje. Esta unión ayuda al organismo a mantener su información organizada, a pesar de la tendencia natural al desorden.

El desorden es el resultado del desgaste natural. Para "remediarlo", el organismo reacciona a través del desarrollo y la evolución. Estos procesos dependen de la existencia de un canal de información (como la información genética) que alimenta a todo el sistema.

El avance de la tecnología ha llevado a científicos como Raymond Kurzweil a pensar que, si en el futuro se pudieran crear computadoras más avanzadas que el cerebro humano, capaces de almacenar nuestra mente, el concepto de inteligencia y vida podría ir más allá de la biología.

¿Qué es un ser vivo?

Un ser vivo es el estado de la biomasa, que se manifiesta como organismos de una o muchas células. Las propiedades comunes de los organismos que conocemos en la Tierra (como plantas, animales, hongos, protistas, archaea y bacteria) son que están basados en el carbono y el agua. Son conjuntos de células con organizaciones complejas, capaces de mantenerse y de responder a estímulos, reproducirse y, a través de la selección natural, adaptarse a su entorno a lo largo de las generaciones.

En la biología, se considera vivo lo que tiene estas características:

  • Organización: Está formado por células.
  • Reproducción: Puede crear copias de sí mismo.
  • Crecimiento: Puede aumentar el número de células o el tamaño de las mismas.
  • Evolución: Puede cambiar su estructura y comportamiento para adaptarse mejor a su entorno.
  • Homeostasis: Usa energía para mantener el equilibrio interno constante.
  • Movimiento: Desplazamiento de alguna o todas sus partes. Esto incluye desde el movimiento de animales hasta el crecimiento de las plantas hacia la luz (tropismos) o el movimiento de estructuras dentro de una célula.

Una entidad con estas propiedades se considera un organismo. Hoy en día, la Tierra contiene aproximadamente 75 mil millones de toneladas de biomasa (vida), que vive en diferentes medios ambientes de la biósfera.

Las tres funciones básicas de los seres vivos

Todos los seres vivos en la Tierra realizan tres funciones básicas: relación (interactuar con el entorno), nutrición (obtener energía) y reproducción (crear nuevos seres). Los virus no se incluyen en esta definición porque no pueden realizar las tres funciones por sí solos; solo se relacionan y se reproducen cuando infectan una célula. Otros procesos clave que deben realizar los organismos vivos son el metabolismo, tener una membrana celular y duplicar su material genético para sobrevivir.

¿Qué no es vida?

No se considera vida a cualquier estructura (aunque contenga ADN, ARN o proteínas) que no pueda mantener un equilibrio interno estable (como los virus, viroides o priones) y que no pueda interactuar de forma sostenible con su entorno, causando un colapso.

Una célula está viva cuando tiene un sistema que la regula a sí misma. Si no tiene este sistema, la célula es como un parásito que no puede mantenerse por sí misma, consume recursos y pone en peligro el medio en el que se encuentra.

Vida sin células

La vida acelular es la vida que existe sin una estructura celular, al menos durante parte de su ciclo. Antes, la mayoría de las definiciones de vida decían que un organismo debía estar compuesto por al menos una célula, pero esto ya no se considera necesario. Los criterios modernos permiten formas de vida basadas en otras estructuras. Los principales ejemplos de vida acelular son los virus. Algunos biólogos los consideran organismos, pero otros no, porque los virus no pueden reproducirse por sí mismos; necesitan usar las células de otros seres para copiarse.

La vida en la Tierra

La vida en la Tierra se puede definir de forma más específica. Los seres vivos son sistemas químicos basados en cadenas de átomos de carbono ricos en hidrógeno. Se organizan en compartimentos llenos de agua y separados por membranas. Estos compartimentos son células o parte de ellas, y se originan por la división de células anteriores, lo que permite el crecimiento y la reproducción de los individuos. Los sistemas vivos no son un sistema continuo, sino muchos sistemas separados que llamamos organismos.

Características de los seres vivos

Archivo:Trees and sunshine
La luz del sol penetrando entre secuoyas. El árbol más alto del mundo pertenece a esta especie, y mide 115,55 m.

El estudio de la vida se llama biología, y los biólogos son quienes estudian sus propiedades. Después de muchos estudios, se ha visto que cualquier reacción bioquímica que pueda crear una estructura que mantenga un equilibrio interno y realice funciones de metabolismo (uso de energía) se puede definir como materia viva u organismo. Todos los organismos comparten algunas características comunes, que son el resultado de la selección natural:

  1. Un organismo necesita energía de su entorno para mantener sus procesos. Se alimenta para no morir.
  2. Un organismo usa todos los recursos disponibles para mantener su estructura molecular (como el ADN), eliminando lo que no sirve y desarrollando lo útil. En los seres vivos más complejos, esto se ve en cómo crecen y se desarrollan.
  3. Un organismo reacciona a los estímulos de su medio ambiente, ya que esta es la única forma de obtener los recursos que necesita. Si deja de responder, dejará de estar vivo.
  4. Un organismo, en un ambiente favorable, activa procesos para duplicar su estructura molecular y transferir sus funciones, para que esa estructura se mantenga al máximo.

La vida se organiza en diferentes niveles. Por ejemplo, la unión de células forma un tejido, y la unión de tejidos forma un órgano, como el corazón o el estómago. Así, los diferentes niveles de organización se agrupan hasta formar un organismo o ser vivo. Los organismos de la misma especie forman una población, y el conjunto de poblaciones de diferentes especies que viven en un lugar forman una comunidad.

El origen de la vida

Archivo:Aerial image of Grand Prismatic Spring (view from the south)
La Gran Fuente Prismática del Parque nacional Yellowstone.

Para explicar cómo apareció la vida al principio de la historia de la vida, no hay un solo modelo. Sin embargo, la mayoría de los modelos científicos actuales se basan en los siguientes descubrimientos:

  1. Condiciones en la Tierra primitiva que permitieron la formación de pequeñas moléculas básicas para la vida. Esto se demostró en el experimento de Miller y Urey.
  2. Los fosfolípidos forman espontáneamente capas dobles, que son la estructura básica de la membrana celular.
  3. Se pueden producir moléculas de ARN al azar que, bajo condiciones específicas, pueden reproducirse.

Existen muchas ideas diferentes sobre cómo la vida pudo haber pasado de moléculas orgánicas simples a formar las primeras protocélulas y diferentes formas de usar energía (metabolismos).

Un ejemplo de cómo pudo surgir la vida

Archivo:Dna-split
Molécula de ADN.

Las estructuras moleculares esenciales para la vida se formaron en un ecosistema primitivo que lo permitió. El origen de la vida es el resultado de cómo diferentes átomos se unieron en un ambiente que favoreció la aparición de moléculas más complejas, porque era lo más eficiente desde el punto de vista de la energía.

Estas moléculas, aunque no tenían mucha energía por sí solas, al unirse formaron compuestos bioquímicos muy potentes. Esto favoreció la aparición de otras propiedades. Las formas biológicas más simples crearon biomoléculas. Un esquema molecular sencillo, si se estimula adecuadamente, puede dar lugar a estructuras más complejas, como los aminoácidos.

A medida que el entorno cambiaba, las estructuras también lo hacían, creando un proceso de evolución. La abundancia de biomasa hizo que ciertas propiedades, como la forma en que las sustancias se mezclan con el agua o la capacidad de las membranas para dejar pasar ciertas cosas, se volvieran más importantes. Las propiedades de algunos elementos hicieron que se formaran barreras. Este ambiente aislado cambiaba con el tiempo, y los materiales que se generaban dentro de él podían debilitar estas barreras, permitiendo la entrada de nuevos elementos. Así, los aminoácidos comenzaron a formar estructuras más sólidas, creando una membrana clara hecha de proteínas y una nueva propiedad: la permeabilidad selectiva (solo dejar pasar ciertas cosas).

Dependiendo de la cantidad de materia orgánica en el medio, las combinaciones moleculares darían lugar a combinaciones más complejas y con mayor potencial bioquímico. El primer microorganismo que apareció aportaría al medio los desechos orgánicos que no necesitara, así como su propia estructura. El florecimiento de este primer microorganismo abriría aún más las posibilidades.

El alimento es la principal fuente de evolución de los seres vivos. Las formas de vida que se alimentan de otras estructuras vivas obtienen información sobre cómo ser más eficientes energéticamente. La fuente de alimento es clave para la selección natural. Así, las estructuras moleculares aportan al medio estructuras orgánicas que mantienen un equilibrio interno. A su vez, estas estructuras necesitan energía para mantenerse activas y también aportan variedad al entorno. La evolución no habría sido posible sin un punto de inicio biomolecular y sin estructuras que aportaran al medio más información sobre cómo ser eficientemente. Todo este proceso es posible gracias a la energía del Sol, y a la forma en que esa energía se disipa en el espacio frío, creando un ciclo físico y, en el caso de la Tierra, biológico.

Vida sintética

El 20 de mayo de 2010, la revista Science anunció un gran avance: la creación de vida sintética por primera vez. Un equipo de científicos del Instituto J. Craig Venter logró este descubrimiento.

Diseñaron y crearon el genoma de una bacteria llamada Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0, que tiene 1.08 millones de pares de bases. Usaron la información digital de la secuencia genética y la introdujeron en otra célula de bacteria, Mycoplasma capricolum. Así, crearon células de Mycoplasma mycoides que eran controladas solo por el cromosoma sintético.

Se confirmó que el único ADN en las células creadas era la secuencia sintética diseñada. Estas células sintéticas mostraron las características esperadas y signos de vida propia, como la capacidad de autorreplicación continua.

Astrobiología

Aunque la vida solo se ha confirmado en la Tierra, muchos creen que la vida extraterrestre no solo es posible, sino probable o inevitable. Se están investigando otros planetas y lunas en el Sistema Solar y en otros sistemas planetarios para buscar pruebas de que alguna vez tuvieron vida simple. Proyectos como SETI intentan detectar señales de radio de posibles civilizaciones de otros planetas.

Otros lugares en el Sistema Solar que podrían tener vida microbiana incluyen el subsuelo de Marte, la atmósfera superior de Venus, y los océanos bajo la superficie de algunas lunas de los planetas gigantes. Fuera de nuestro Sistema Solar, la zona habitable es la región alrededor de una estrella donde un planeta similar a la Tierra podría tener vida. El tamaño de esta zona cambia con el brillo de la estrella. Las estrellas más grandes que el Sol tienen una zona habitable mayor, pero duran menos tiempo. Las estrellas enanas rojas tienen el problema opuesto: una zona habitable más pequeña que está sujeta a mucha actividad magnética. Por lo tanto, las estrellas de tamaño intermedio, como el Sol, podrían tener más posibilidades de que se desarrolle vida similar a la de la Tierra.

La ubicación de una estrella dentro de una galaxia también puede influir. Se cree que las estrellas en regiones con muchos elementos pesados (que pueden formar planetas) y con pocas explosiones de supernovas (que pueden dañar la vida) tienen más posibilidades de albergar planetas con vida compleja. Las variables de la ecuación de Drake se usan para hablar de las condiciones en los sistemas planetarios donde es más probable que exista una civilización. Sin embargo, usar la ecuación para predecir la cantidad de vida extraterrestre es difícil, porque muchas de las variables son desconocidas.

Para saber qué tipo de vida podría existir en otros planetas, se debe considerar la energía que llega de su estrella. Si es demasiada, la energía podría ser tan intensa que haría imposible que se formen moléculas biológicamente estables. Si es muy poca, las formas de vida quizás no se desarrollen más allá de un nivel bacteriano. Las condiciones físicas del planeta pueden influir en la cantidad de energía que llega a su superficie y determinarán cómo evoluciona la vida. Si la vida florece, podrá influir en el medio, adaptarse a él y transformarlo. Solo debe cumplir un requisito: ser sostenible en el equilibrio entre la energía que recibe y la que disipa. Sin duda, su estructura biomolecular será el resultado de las condiciones físicas que la han moldeado. Así, de forma paralela a la evolución, la selección natural es la función que permite el desarrollo sostenible de la vida en el planeta.

Ideas recientes sobre la vida

Existe una idea, aún no probada, que complementa la definición de vida basada en la termodinámica. Esta idea, defendida por Lynn Margulis, considera la vida como un sistema complejo que surge bajo condiciones favorables. Este sistema acelera localmente la conversión de energía, por ejemplo, del calor del Sol al frío del espacio. La larga duración de una estrella permite que este sistema vivo evolucione a niveles cada vez más complejos de vida, porque el sistema se mantiene a través de material genético que se copia de forma imperfecta (definición bioquímica). De alguna manera, siempre se selecciona la copia más eficiente (definición genética), que es la más favorable desde el punto de vista de la energía.

Esta interpretación no define mejor qué es la vida, pero complementa la visión termodinámica explicando el porqué. No solo los seres vivos tienden a aumentar su orden sin ayuda externa, sino que este aumento de orden es lógico con la tendencia general al desorden, porque para ello se usa energía constantemente. En parte, cambia el enfoque: un ser vivo no solo usa la energía para vivir, sino que vive para usar la energía. Esto nos lleva de nuevo a la definición inicial.

Véase también

Kids robot.svg En inglés: Life Facts for Kids

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Vida para Niños. Enciclopedia Kiddle.