INTRODUÇÃO A BIOLOGIA

 

Introdução

A Biologia é o ramo da ciência que estuda os organismos vivos. É uma definição bem simples. No entanto, podemos fazer perguntas mais difíceis e interessantes com essa definição:

O que é vida? 

O que significa estar vivo?

Eu e você estamos vivos. O cachorro que está latindo está vivo, a árvore na frente de casa também está viva. Porém, a neve que cai das nuvens não é viva. O aparelho no qual você está lendo este artigo não está vivo, tão pouco uma cadeira ou mesa. As partes da cadeira feita de madeira um dia estiveram vivas, mas não estão mais. Se você queimar a madeira com fogo, o fogo também não estaria vivo.

O que define a vida?

Como podemos dizer que uma coisa está viva e outra não?

  Para ter essa  definição , devemos fazer uma lista de propriedades que são unicamente característica dos organismos vivos.

Propriedades da vida

1. Organização

.Todos os organismos vivos são constituídos por uma ou mais CÉLULAS, que são consideradas as unidades fundamentais da vida.

Até os organismos unicelulares são complexos! Dentro de cada célula, os átomos formam moléculas, que formam estruturas e organelas celulares. Nos organismos multicelulares as células semelhantes formam tecidos. Os tecidos, por sua vez, participam criando órgãos (estruturas do corpo com função distinta). Os órgãos trabalham em conjunto formando os sistemas orgânicos.

Os organismos multicelulares - como os humanos - são feitos de muitas células. As células nos organismos multicelulares são especializadas para desempenhar funções diferentes e são organizadas em tecidos, como o tecido conectivo, tecido epitelial, músculo e tecido nervoso. Os tecidos formam os órgãos, como o coração ou pulmões, que desempenham funções específicas necessárias ao organismo.

Esquerda: bactéria unicelular em corte longitudinal para mostrar as diversas camadas celulares e o DNA em seu interior. Centro: tecidos multicelulares em humanos. Desenho de tecido conectivo, tecido epitelial, tecido muscular e tecido nervoso. Direita: Diagrama da parte superior do corpo humano com um exemplo de localização do tecido epitelial - o revestimento da boca.

Crédito das imagens: esquerda, adaptada de "Prokaryote cell por Ali Zifan (CC BY-SA 4.0), adaptação sob licença CC BY-SA 4.0 ; centro, adaptada de "Four types of tissue" pelo National Institutes of Health (domínio público); direita, adaptada de "PseudostratifiedCiliatedColumnar" pela equipe Blausen (CC BY 3.0)

2. Metabolismo

Os seres vivos devem usar energia e consumir nutrientes para realizar as reações químicas que sustentam a vida. A soma total das reações bioquímicas que ocorrem no organismo é chamada de metabolismo.

O metabolismo pode ser subdividido em anabolismo e catabolismo. No anabolismo , os organismos produzem moléculas complexas a partir de moléculas mais simples, enquanto que no catabolismo ocorre o inverso. Os processos anabólicos normalmente consomem energia, sendo que os processos catabólicos podem disponibilizar energia armazenada.

3. Homeostase

A homeostasia indica a propriedade do organismo de permanecer em equilíbrio mesmo quando ocorrem mudanças radicais no meio externo

4. Crescimento

Os organismos vivos possuem crescimento regulado. As células individuais aumentam no tamanho, e os organismos multicelulares congregam suas muitas células através da divisão celular. Você mesmo começou como uma única célula e agora possui dezenas de trilhões de células no corpo$^ 1$start superscript, 1, end superscript! O crescimento depende de vias anabólicas para a construção de moléculas grandes e complexas tais como as proteínas e o DNA, que é o material genético.

5. Reprodução

Os organismos vivos podem se reproduzir para gerar novos organismos. A reprodução pode ser tanto assexuada, envolvendo um único organismo, ou sexual, requerendo um casal. Os organismos unicelulares, como a bactéria mostrada no lado esquerdo do painel à direita, podem se reproduzir simplesmente dividindo-se em dois!

Esquerda: Figura de uma bactéria Salmonella dividindo-se em duas bactérias. Direita: Figura da união de um espermatozóide e óvulo na fecundação.

Crédito das imagens: esquerda, "Salmonella typhimurium" de Janice Carr (domínio público); direita, "Espermatozoide-óvulo," (domínio público)

Na reprodução sexuada, os organismos do casal produzem as células do espermatozoide e do óvulo, contendo cada uma a metade de sua informação genética, e essas células se fundem para formar um novo indivíduo com um código genético completo. Esse processo, chamado de fertilização, é ilustrado na figura mais a direita.

6. Reação

Os organismos vivos apresentam uma "irritabilidade", significando que respondem aos estímulos ou alterações em seu ambiente. Por exemplo: as pessoas retiram a mão — e rapidamente! — de uma chama; muitas plantas se voltam em direção ao sol; e organismos unicelulares podem migrar em direção a uma fonte de nutrientes, ou afastar-se de uma substância química nociva. 

[ Veja uma planta responder ao toque.]

7. Evolução

As populações dos organismos vivos podem sofrer evolução, significando que a composição genética de uma população pode mudar ao longo do tempo. Em alguns casos, a evolução implica em seleção natural, na qual um traço hereditário, como a cor de pele mais escura ou o bico em formato mais estreito, permite que os organismos sobrevivam e se reproduzam melhor num determinado ambiente. Ao longo de gerações, um traço hereditário que promove uma aptidão vantajosa pode se tornar cada vez mais comum na população, tornando-a mais bem adaptada ao seu ambiente. Este processo é chamado adaptação.

Distinguindo os seres vivos dos seres inanimados

Quão bem as propriedades acima nos permitem determinar se algo é um ser vivo ou não? Vamos revisitar os seres vivos e inanimados que vimos na introdução como um teste.

Os seres vivos que vimos na introdução — seres humanos, cães e árvores - preenchem facilmente todos os sete critérios de vida. Nós, juntamente com nossos amigos caninos e as plantas nos quintais, somos feitos de células, metabolizamos, mantemos a homeostase, crescemos e reagimos. Os seres humanos, cães e árvores também são capazes de se reproduzir, e suas populações passam por evolução biológica.

Os seres inanimados podem apresentar algumas propriedades da vida, mas não todas. Por exemplo, os cristais de neve possuem uma organização — embora não tenham células — e podem crescer, mas não satisfazem os demais critérios da vida. De forma similar, um incêndio pode crescer, se reproduzir, criando novos incêndios, e reagir a estímulos, podendo até mesmo "metabolizar". No entanto, o fogo não possui uma organização, não mantem a homeostase e não possui informação genética necessária para sua evolução.

Os seres vivos podem manter algumas propriedades da vida quando deixam de viver, mas perdem outras. Por exemplo, se você olhar a madeira de uma cadeira ao microscópio, você verá vestígios das células que compunham a árvore viva. Contudo, a madeira não está mais viva e, tendo sido transformada em uma cadeira, não pode mais crescer, metabolizar, manter a homeostase, reagir ou se reproduz.

[Um robô pode ser considerado um ser vivo?]

O conceito de vida ainda está em definição

A questão sobre a definição do que é estar vivo permanece não resolvida. Por exemplo, os vírus—pequenas estruturas compostas por proteínas e ácidos nucléicos que só se reproduzem em células hospedeiras—têm muitas propriedades da vida. No entanto, eles não têm uma estrutura celular e nem podem se reproduzir sem um hospedeiro. Também não há confirmação de que eles mantêm a homeostase, e eles não têm metabolismo próprio.

Diagrama de um vírus. O vírus consiste de um ácido nucleico (genoma) e um revestimento externo de proteína.

Crédito de imagem: Imagem modificada de "Vírus envelopado icosaédrico," de Anderson Brito (CC BY-SA 3.0; a imagem modificada está licenciada sob a licença CC BY-SA 3.0

Por esses motivos, os vírus não são considerados como vivos de forma geral. Contudo, nem todos concordam com essa conclusão, sendo que a questão deles contarem ou não como vida permanece um tópico de debate. Algumas moléculas mais simples do que eles—como os "príons" que causam a doença da vaca louca—e enzimas que fazem auto-duplicação de RNA também apresentam algumas, mas não todas, as características da vida.

Ademais, todas as propriedades da vida que discutimos são características da vida na Terra. Se a vida extraterrestre existir, ela pode ou não compartilhar das mesmas características. De fato, a definição operacional da NASA de que "a vida é um sistema autossustentável capaz de passar pela evolução Darwiniana" abre a porta para mais possibilidades do que o critério definido acima$^3$cubed. Contudo, essa definição também torna difícil decidirmos rapidamente se algo está vivo ou não!

Conforme mais tipos de entidades biológicas forem descobertas, na Terra e além dela, pode ser que precisemos repensar o que significa estar vivo. Descobertas futuras podem demandar revisões e extensões da definição de vida.

O que você acha?

Como você definiria a vida? Você adicionaria algo à lista de propriedades acima, tiraria algo, ou usaria uma definição totalmente diferente? Você consegue pensar em exceções ou casos especiais não cobertos pela lista? Compartilhe suas ideias nos comentários abaixo!

Segue abaixo link de videos para complementação do estudo acima

https://youtu.be/t-gZtyd3RgI

https://youtu.be/HsbbidRCt1c