Corpo Compleição Constituição Estrutura Físico Temperamento Forma de vida Ser vivo Organismo vivo Vida Biota Criatura Espécime Espécimen Indivíduo Ser Ente Existência
Um organismo pode ser um procariontes ou um eucariotos. Os procariontes são representados por dois domínios separados — bactérias e arqueias. Organismos eucarióticos são caracterizados pela presença de um núcleo celular ligado à membrana e contêm compartimentos adicionais ligados à membrana chamados organelos (como mitocôndrias em animais e plantas e plastídeos em plantas e algas, geralmente considerados derivados de bactérias endossimbióticas). Fungos, animais e plantas são exemplos de reinos desses organismos dentro dos eucariotos.
As estimativas sobre o número de espécies atuais da Terra variam de 2 milhões a 1 trilhão, dos quais mais de 1,7 milhões foram documentados. Mais de 99% de todas as espécies, totalizando mais de cinco bilhões de espécies, estima-se que os que já viveram sejam extintos.
O termo "organismo" (para grego ὀργανισμός, organism, parra ὄργανον, organon, i.e. "combinação, composição, configuração, conformação, contextura, disposição, ordem, organização, sistema, tessitura") apareceu pela primeira vez na língua inglesa em 1703 e assumiu sua definição atual em 1834 (Oxford English Dictionary). Está diretamente relacionado ao termo "organização". Existe uma longa tradição de definir organismos como seres auto-organizados, voltando pelo menos a Immanuel Kant, em 1790 Crítica do Julgamento.
Definição
Um organismo pode ser definido como um conjunto de moléculas que funcionam como um todo mais ou menos estável, que exibe as propriedades da vida. As definições de dicionário podem ser amplas, usando frases como "qualquer estrutura viva, como planta, animal, fungo ou bactéria, capaz de crescer e se reproduzir". Muitas definições excluem vírus e possíveis formas sintéticas vida não orgânica, pois os vírus dependem da maquinaria bioquímica de uma célula hospedeira para reprodução. Um superorganismo é um organismo que consiste em muitos indivíduos trabalhando juntos como uma única unidade funcional ou social.
Houve controvérsia sobre a melhor maneira de definir o organismo e de fato, se essa definição é ou não necessária. Várias contribuições são respostas à sugestão de que a categoria de "organismo" pode muito bem não ser adequada em biologia.[carecede fontes]?
Critérios e Limitações
Entre os critérios que têm sido propostos para ser um organismo estão:
Não compartimentalidade – a estrutura não pode ser dividida sem perder funcionalidade. Richard Dawkins afirmou isto como "a qualidade de ser suficientemente heterogéneo na forma para se tornar não funcional se cortado ao meio". No entanto, muitos organismos (como hidras, groselheiras) podem ser cortados em pedaços que depois se transformam em organismos inteiros.
individualidade – a entidade tem posses simultâneas de singularidade genética, homogeneidade genética e autonomia
uma resposta imune, distinguindo as moléculas e células próprias do organismo dos agentes estranhos (não próprios)
"anti-entropia", a capacidade de manter a ordem, um conceito proposto pela primeira vez por Erwin Schrödinger; ou noutra forma, que a teoria da informação de Claude Shannon pode ser usada para identificar organismos como capazes de automanter o seu conteúdo de informação
Outros cientistas pensam que o conceito de organismo é inadequado na Biologia;
que o conceito de individualidade é problemático;
e, de um ponto de vista filosófico, questionam se tal definição é necessária.
Casos problemáticos incluem os organismos coloniais: por exemplo, uma colónia de insetos eussociais cumpre critérios como organização adaptativa e diferenciação germe-soma. Se assim for, o mesmo argumento, ou um critério baseado no elevado grau de cooperação e baixo nível de conflito, incluiria algumas parcerias mutualísticas (e.g., líquenes) e sexuais (e.g., peixe-pescador) como organismos. Se a seleção de grupo ocorrer, então um grupo pode ser visto como um superorganismo, otimizado pela adaptação de grupo.
Outra visão é que atributos como autonomia, homogeneidade genética e singularidade genética devem ser examinados separadamente, em vez de se exigir que um organismo possua todos eles. Nesta perspetiva, existem múltiplas dimensões para a individualidade biológica, resultando em vários tipos de organismo.
Organismos em diferentes níveis de organização biológica
Um líquen consiste num corpo formado principalmente por fungos, com algas unicelulares ou cianobactérias (verde) intercaladas na estrutura, e um microbioma bacteriano. As espécies são mutuamente interdependentes, como células dentro de um organismo multicelular.
Diferentes níveis de organização biológica dão origem a entendimentos potencialmente diferentes da natureza dos organismos. Um organismo unicelular é um microrganismo como um protista, bactéria ou arquea, composto por uma única célula, que pode conter estruturas funcionais chamadas organelos. Um organismo multicelular como um animal, planta, fungo ou alga é composto por muitas células, frequentemente especializadas. Um organismo colonial como um sifonóforo é um ser que funciona como um indivíduo, mas é composto por indivíduos comunicantes. Um superorganismo é uma colónia, como a de formigas, consistindo de muitos indivíduos a trabalhar em conjunto como uma única unidade funcional ou social. Um mutualismo é uma parceria de duas ou mais espécies que fornecem cada uma algumas das necessidades da outra. Um líquen consiste em fungos e algas ou cianobactérias, com um microbioma bacteriano; juntos, são capazes de prosperar como um tipo de organismo, com os componentes a terem diferentes funções, em habitats como rochas secas onde nenhum dos dois conseguiria crescer sozinho. Os biólogos evolucionistas David Queller e Joan Strassmann afirmam que a "organismalidade" evoluiu socialmente, à medida que grupos de unidades mais simples (de células para cima) passaram a cooperar sem conflitos. Eles propõem que a cooperação deve ser usada como o traço definidor de um organismo.
A perspetiva de Queller e Strassmann sobre organismos como entidades cooperantes em diferentes níveis de organização biológica
Amebas unicelulares de vida livre durante a maior parte do ciclo de vida; enxameiam e agregam-se num lesma multicelular, com células a especializarem-se para formar um pedúnculo morto e um corpo frutificante
Samuel Díaz‐Muñoz e colegas (2016) aceitam a perspetiva de Queller e Strassmann de que a organismalidade pode ser medida inteiramente por graus de cooperação e de conflito. Afirmam que isto situa os organismos no tempo evolutivo, de modo que a organismalidade depende do contexto. Sugerem que formas de vida altamente integradas, que não dependem do contexto, podem evoluir através de estágios dependentes do contexto em direção à unificação completa.
Os Vírus normalmente não são considerados organismos porque são incapazes de reprodução, crescimento ou metabolismo autônomos. Embora alguns organismos também sejam incapazes de sobrevivência independente e vivam como parasitas intracelulares obrigatórios, são capazes de metabolismo e procriação independentes. Embora os vírus possuam algumas enzimas e moléculas características dos organismos vivos, eles não possuem metabolismo próprio; eles não podem sintetizar e organizar os compostos orgânicos dos quais são formados. Naturalmente, isso exclui a reprodução autônoma: eles só podem ser replicados passivamente pelo maquinário da célula hospedeira. Nesse sentido, eles são semelhantes à matéria inanimada.
Enquanto os vírus não sustentam um metabolismo independente, e portanto, geralmente não são classificados como organismos, eles têm seus próprios genes e evoluem por mecanismos semelhantes aos mecanismos evolutivos dos organismos. Assim, um argumento de que os vírus devem ser classificados como organismos vivos é sua capacidade de sofrer evolução e replicar através da auto-montagem. No entanto, alguns cientistas argumentam que os vírus não evoluem nem se auto-reproduzem. Em vez disso, os vírus são desenvolvidos pelas células hospedeiras, o que significa que houve co-evolução de vírus e células hospedeiras. Se as células hospedeiras não existissem, a evolução viral seria impossível. Isso não é verdade para células. Se os vírus não existissem, a direção da evolução celular poderia ser diferente, mas as células seriam capazes de evoluir. Quanto à reprodução, os vírus dependem totalmente do maquinário dos anfitriões para se replicar. A descoberta de vírus com genes que codificam o metabolismo energético e a síntese de proteínas alimentou o debate sobre se os vírus são organismos vivos. A presença desses genes sugeria, que os vírus já foram capazes de metabolizar. No entanto, verificou-se mais tarde, que os genes que codificam o metabolismo energético e proteico têm origem celular. Muito provavelmente, esses genes foram adquiridos através de transferência horizontal de genes de hospedeiros virais.
O Mundo de RNA é um estádio hipotético na história evolutiva da vida na Terra durante o qual moléculas de RNA autorreplicantes se reproduziram antes da evolução do DNA e das proteínas. De acordo com esta hipótese, "organismos" emergiram quando as cadeias de RNA começaram a autorreplicar-se, iniciando os três mecanismos da seleção darwiniana: hereditariedade, variação de tipo e produto reprodutivo diferencial. A aptidão de um replicador de RNA (a sua taxa de aumento per capita) presumivelmente teria sido uma função das suas capacidades adaptativas intrínsecas, determinadas pela sua sequência de nucleótidos, e da disponibilidade de recursos externos. As três capacidades adaptativas primárias destes primeiros "organismos" podem ter sido: (1) replicação com fidelidade moderada, dando origem tanto à hereditariedade quanto a permitir a variação de tipo, (2) resistência à degradação e (3) aquisição e processamento de recursos As capacidades destes "organismos" teriam funcionado por meio das configurações dobradas dos replicadores de RNA resultantes das suas sequências de nucleótidos.
O filósofo Jack A. Wilson examina alguns casos limite para demonstrar que o conceito de organismo não está nitidamente definido. Na sua perspetiva, as esponjas, os líquenes, os sifonóforos, os bolores limosos e as colónias eussociais como as de formigas ou ratos-toupeira-nus, encontram-se todos na zona limite entre serem colónias definidas e organismos definidos (ou superorganismos).
Análise de Jack A. Wilson da natureza semelhante a organismo de sifonóforos e medusas
Cientistas e bioengenheiros estão a experimentar diferentes tipos de organismo sintético, desde quimeras compostas por células de duas ou mais espécies, ciborgues incluindo membros eletromecânicos, hibrots contendo elementos eletrónicos e biológicos, e outras combinações de sistemas que evoluíram e foram concebidos de várias formas.
Um organismo evoluído toma a sua forma pelos mecanismos parcialmente compreendidos da biologia evolutiva do desenvolvimento, nos quais o genoma dirige uma série elaborada de interações para produzir estruturas sucessivamente mais elaboradas. A existência de quimeras e híbridos demonstra que estes mecanismos são "inteligentemente" robustos face a circunstâncias radicalmente alteradas em todos os níveis, do molecular ao organismal.
Os organismos sintéticos já assumem diversas formas e a sua diversidade aumentará. O que todos têm em comum é um comportamento teleonómico ou de procura de objetivos que lhes permite corrigir erros de muitos tipos para alcançar o resultado para o qual foram concebidos. Tal comportamento é uma reminiscência da ação inteligente por organismos; a inteligência é vista como uma forma incorporada de cognição.
Composição química
Organismos são sistemas químicos complexos, organizados de maneira a promover a reprodução e alguma medida de sustentabilidade ou sobrevivência. As mesmas leis que governam a química não-viva governam os processos químicos da vida. Geralmente são os fenômenos de organismos inteiros que determinam sua adequação a um ambiente e portanto, a capacidade de sobrevivência de seus genes baseados em DNA.
Os organismos devem claramente sua origem, metabolismo e muitas outras funções internas aos fenômenos químicos, especialmente a química de grandes moléculas orgânicas. Organismos são sistemas complexos de compostos químicos que, por meio da interação e do ambiente, desempenham uma ampla variedade de papéis.
Organismos são sistemas químicos semi-fechados. Embora sejam unidades de vida individuais (conforme a definição exige), elas não estão fechadas ao ambiente ao seu redor. Para operar, eles constantemente absorvem e liberam energia. Os autotróficos produzem energia utilizável (na forma de compostos orgânicos) usando a luz do sol ou compostos inorgânicos, enquanto os heterotróficos absorvem compostos orgânicos do ambiente.
A matéria viva é composta por cerca de 60 elementos, quase todos os elementos estáveis da Terra, exceto os gases nobres. Esses elementos são chamados bio-elementos ou elementos biogênicos. Eles podem ser classificados em dois tipos: primário e secundário.
Os elementos primários, também conhecidos CHONPS, são essenciais para formar biomoléculas orgânicas (carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucleicos). Eles constituem 96,2% da matéria viva. São carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. Os elementos secundários são todos os elementos biogênicos restantes. Existem dois tipos: o indispensável e a variável. Entre os primeiros estão cálcio, sódio, potássio, magnésio, cloro, ferro, silício, cobre, manganês, boro, flúor e iodo.
O elemento químico principal desses compostos é o carbono. As propriedades químicas desse elemento, como sua grande afinidade pela ligação com outros átomos pequenos, incluindo outros átomos de carbono, e seu tamanho pequeno, capaz de formar várias ligações, o tornam ideal como base da vida orgânica. É capaz de formar pequenos compostos de três átomos (como dióxido de carbono), bem como grandes cadeias de muitos milhares de átomos que podem armazenar dados (ácidos nucleicos), manter células unidas e transmitir informações (proteínas).
Macromoléculas
Estrutura geral de um aminoácido
Os compostos que compõem os organismos podem ser divididos em macromoléculas e outras moléculas menores. Os quatro grupos de macromoléculas são ácidos nucleicos, proteínas, carboidratos e lipídios. Os ácidos nucleicos (especificamente ácido desoxirribonucleico ou DNA) armazenam dados genéticos como uma sequência de nucleotídeos. A sequência particular dos quatro tipos diferentes de nucleotídeos (adenina, citosina, guanina e timina) dita muitas características que constituem o organismo. A sequência é dividida em códons, cada um dos quais é uma sequência específica de três nucleotídeos e corresponde a um aminoácido específico. Assim, uma sequência de DNA codifica uma proteína específica, que devido às propriedades químicas dos aminoácidos de que é feita, se dobra de uma maneira particular e portanto, desempenha uma função específica.
Estas funções proteicas foram reconhecidas:
Enzimas, que catalisam todas as reações do metabolismo;
Proteínas reguladoras, como fatores de transcrição ou ciclinas que regulam o ciclo celular;
Moléculas sinalizadoras ou seus receptores, como alguns hormônios e seus receptores;
Proteínas defensivas, que podem incluir tudo, desde anticorpos do sistema imunológico a toxinas (por exemplo, anatoxina), proteínas que incluem aminoácidos incomuns, como a canavanina.
Uma bicamada de fosfolipídios compõe a membrana das células que constitui uma barreira, contendo tudo dentro da célula e impedindo que compostos passem livremente para dentro e para fora da célula. Devido à permeabilidade seletiva da membrana fosfolipídica, apenas compostos específicos podem passar por ela.
Ácidos nucleicos
Os ácidos nucleicos (ADN e ARN) são macromoléculas formadas por sequências de nucleótidos que os seres vivos utilizam para armazenar informação. Dentro do ácido nucleico, um codón é uma sequência particular de três nucleótidos que codifica um aminoácido particular, enquanto uma sequência de aminoácidos forma uma proteína.
Filogenia
Árvore filogenética
O seguinte diagrama mostra a árvore filogenética em reinos dos seres vivos tendo em conta os últimos dados moleculares.
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Ligações externas
BBCNews: 27 September 2000, When slime is not so thick Citação: "It means that some of the lowliest creatures in the plant and animal kingdoms, such as slime and amoeba, may not be as primitive as once thought" (em inglês)
SpaceRef.com, May 04, 2001: Redefining "Life as We Know it"Hesiocaeca methanicola In 1997, Charles Fisher, professor of biology at Penn State, discovered this remarkable creature living on mounds of methane ice under half a mile of ocean on the floor of the Gulf of México. (em inglês)
BBCNews, 18 December 2002, 'Space bugs' grown in lab Citação: "Bacillus simplex and Staphylococcus pasteuri...Engyodontium album The strains cultured by Dr Wainwright seemed to be resistant to the effects of UV – one quality required for survival in space" (em inglês)
Species 2000 Indexing the world's known species. Species 2000 has the objective of enumerating all known species of plants, animals, fungi and microbes on Earth as the baseline dataset for studies of global biodiversity. It will also provide a simple access point enabling users to link from here to other data systems for all groups of organisms, using direct species-links. (em inglês)
