¿Cuál es la esencia de la vida y cómo entender su existencia objetiva?
La esencia de la vida
Li Jianhui
¿Cómo es la vida? Históricamente, los filósofos han prestado mucha atención a esta cuestión. Aristóteles, Kant y Engels expusieron sus propios puntos de vista. Sin embargo, durante mucho tiempo después de la revolución de la biología molecular, los filósofos y biólogos parecieron ignorar esta cuestión por completo. Resulta que la revolución en biología ha avanzado enormemente nuestra comprensión de la vida y parece que deberíamos poder decir qué es la vida con mayor precisión. Lamentablemente, sin embargo, entre los años cincuenta y ochenta, los biólogos y filósofos casi evitaron discutir este tema. Los biólogos a menudo sienten que esta cuestión es demasiado "filosófica" y la tratan como una cuestión filosófica más que científica. Por otro lado, los filósofos pueden sentir que la cuestión es “demasiado científica” y, por lo tanto, tratarla principalmente como una cuestión científica más que filosófica (Bedau 1996). Por lo tanto, las obras biofilosóficas de algunos de los biofilósofos más importantes de la actualidad, como "La estructura de las ciencias biológicas" de Rosenberg y "Filosofía de la vida" de Sober, no estudian la naturaleza de la vida como una cuestión importante. En el campo de la filosofía de la ciencia china, rara vez se toca la esencia de la vida. Durante muchos años, se han publicado pocos artículos de investigación sobre la naturaleza de la vida en las principales revistas de filosofía. En vista de esta situación, se analiza en detalle la razón por la que la vida es difícil de definir. Se analizan en detalle los dos métodos principales para definir la vida: el método de definición de entidad y el método de definición de función. Se analizan las ventajas y problemas de algunas definiciones de vida importantes. Finalmente, se propone y demuestra la definición de vida.
En primer lugar, la dificultad de definir la vida
La gente rara vez habla de la naturaleza o definición de la vida. Una razón importante es que esta pregunta es demasiado difícil de responder. Hay varias razones para definir la vida:
En primer lugar, cada uno de nosotros tiene una experiencia de sentido común sobre la vida. La definición de vida a menudo incluye todos los fenómenos de la vida, incluida una gran cantidad de vida y los límites que la gente común. desconocen. El concepto de vida así definido puede estar alejado del sentido común, o incluso completamente opuesto. Nuestro sentido común de la vida generalmente está relacionado con las características generales de los animales y las plantas, incluido el crecimiento, la reproducción, la autosuficiencia, la respuesta a estímulos externos, etc. Pero cuando definimos la vida, debemos considerar las características de todos los tipos de vida, incluidos organismos diminutos como bacterias e incluso virus, viroides, agentes infecciosos proteicos y más. Las características de estas criaturas son muy diferentes a nuestro sentido común.
En segundo lugar, cuando personas de diferentes disciplinas definen la vida, a menudo parten de sus propias disciplinas, enfatizan un determinado aspecto de la vida y consideran un determinado aspecto como la esencia de la vida. Por ejemplo, la fisiología a menudo define sistemas que son capaces de realizar funciones como digestión, metabolismo, excreción, respiración, movimiento, crecimiento, desarrollo y responder a estímulos externos como sistemas vivos. La bioquímica y la biología molecular a menudo consideran a los organismos vivos como sistemas que pueden transmitir información genética codificada en ADN y ARN. Esta información genética puede controlar la síntesis de proteínas, y las proteínas determinan los rasgos principales de los organismos. La teoría evolutiva a menudo considera un sistema que puede evolucionar mediante selección natural como un sistema vivo. La termodinámica considera la vida como un sistema abierto que intercambia materia y energía con su entorno. Los sistemas abiertos pueden "comer" entropía negativa, lo que le permite crear orden a partir del desorden y utilizar esta entropía negativa para mantener y reconstruir su propia organización. Las diferentes perspectivas de diferentes disciplinas también dificultan tener un concepto unificado de la vida.
En tercer lugar, existe continuidad y no hay un límite claro entre los fenómenos vivos y los fenómenos inanimados; el propósito de definir la vida es distinguirlos claramente, lo que inevitablemente nos hará comprender que la definición de vida es demasiado amplia para incluir algunos. fenómenos inanimados; o es demasiado limitado para excluir algunos fenómenos vivos de la vida. Por ejemplo, aunque las definiciones anteriores de la vida provenientes de diferentes disciplinas son significativas, en realidad no son lógicamente satisfactorias. O ven los sistemas que los biólogos consideran vivos como inanimados, o ven los sistemas inanimados como vivos. Por ejemplo, una definición fisiológica excluiría semillas latentes, virus, viroides, etc. Desde la perspectiva de los sistemas vivos, porque no metabolizan, pero los sistemas inanimados como los automóviles se consideran vivos porque los automóviles también pueden metabolizar. Las definiciones de bioquímica y biología molecular excluirían de la vida los agentes infecciosos proteicos (partículas infecciosas similares a proteínas que causan picazón).
Debido a estas dificultades, algunos biólogos suelen considerar la definición de vida como una pregunta cuya respuesta o no tiene poco impacto en el desarrollo de la biología (Lange 1996). Medawar, premio Nobel e inmunólogo de 1960, dijo una vez con impaciencia que la discusión sobre qué es la vida hace que la gente sienta que el diálogo biológico es inferior. Los biólogos suelen creer que nuestro concepto intuitivo de la vida es suficiente para estudiar los fenómenos biológicos; la ausencia de un concepto claro de la vida no tendrá ningún efecto adverso en el estudio de la estructura, función y procesos evolutivos biológicos. Por tanto, algunos filósofos creen que no es necesario definir con precisión el concepto de vida en el estudio de la biología. El filósofo John Searle dijo una vez: "Los biólogos ciertamente no necesitan pensar constantemente en qué es la vida; de hecho, la mayoría de los trabajos biológicos ni siquiera necesitan utilizar el concepto de vida. Sin embargo, nadie en su sano juicio negaría que el fenómeno biológico lo que estudia es una forma de vida (Searle 1992: 227-8). Kim Sterelny y Paul Griffiths también argumentan en su nuevo libro "Filosofía de la biología" que los biólogos no necesitan una definición de vida que les ayude a identificar lo que tienen en mente (Stellany y Griffiths 1999).
Sin embargo, no todos los biólogos y filósofos están de acuerdo. ¿Joshua, genetista y premio Nobel de 1958? Lederberg escribió una vez: “Un objetivo importante de la biología teórica es dar una definición abstracta de la vida (citado en Lange 1996: 226)”. Los científicos y biólogos que estudian la vida extraterrestre también creen que la definición de vida es muy importante. Porque las diferentes definiciones de vida están directamente relacionadas con el contenido, alcance y dirección de investigación de su trabajo. La disciplina de la vida artificial, que surgió a finales de los años 1980, considera el concepto de vida como la primera pregunta a responder.
En segundo lugar, "la vida tal como la conozco" en la Tierra
A finales de la década de 1980, la vida artificial (vida artificial), una ciencia de vanguardia en la intersección de las computadoras y la biología, Una vez transformada la Tierra en una vida en la computadora, se describe como "vida-como-la-conocemos", mientras que otras posibles formas de vida, incluida la vida digital creada en las computadoras, se llaman "vida imposible" (vida-como- -imposible-ser). La definición de vida debe abarcar no sólo la vida conocida, sino también la vida desconocida o posible. Aquí comenzaremos con lo que sabemos sobre las características de la vida en la Tierra. Desde la perspectiva de la composición material, la estructura y las propiedades, la vida en la Tierra tiene principalmente las siguientes características:
En primer lugar, desde la perspectiva de la composición material, todos los seres vivos tienen una composición material básicamente similar. Toda la vida está compuesta básicamente de carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo, azufre, calcio y otros elementos. Estos elementos se combinan entre sí para formar pequeñas moléculas como aminoácidos, nucleótidos y glucosa. Estas pequeñas moléculas se combinan entre sí de formas especiales para formar macromoléculas biológicas como proteínas, ácidos nucleicos, polisacáridos y lípidos. Estas moléculas se convierten en los "bloques de construcción" básicos sobre los que se construye la vida. Dado que importantes macromoléculas biológicas contienen carbono, los investigadores de vida artificial se refieren a esta "vida tal como la conozco" como vida basada en carbono.
Desde un punto de vista estructural, toda la vida en la Tierra que expresa directamente actividades vitales está compuesta de células. Las células son la unidad estructural básica de la vida, y toda vida es inseparable de las células, la forma básica de vida. Aunque las células tienen diversas formas, sus estructuras son básicamente las mismas. Todas son sistemas rodeados por membranas semipermeables que realizan un intercambio selectivo de materiales con el mundo exterior. Su composición interna es básicamente similar. Todos tienen el núcleo o región nuclear encargada de almacenar y expresar la información vital, así como orgánulos (como mitocondrias, retículo endoplásmico, plastidios, ribosomas, aparato de Golgi, etc.) para realizar diversas funciones vitales. . Las células también son la base de las actividades vitales. Diversas actividades de la vida, como el metabolismo, el crecimiento, la división y la muerte, se basan en actividades celulares. Por tanto, las células son la forma de existencia más básica que mantiene el funcionamiento de los sistemas vivos. Sin células, las actividades vitales cesarían. Los virus, viroides y agentes infecciosos proteicos son condiciones de vida periféricas. Sólo pueden mostrar actividades vitales después de ingresar a la célula huésped. Sin células huésped, por muy "superior" que sea el entorno externo, sólo pueden permanecer allí tranquilamente, sin ningún signo de actividad vital.
Las células son la unidad básica de la vida, pero las células no son toda la vida. La existencia de la vida tiene múltiples capas. A excepción de algunos organismos simples, la mayoría de los seres vivos están compuestos por muchas células. Los organismos multicelulares utilizan tejidos, órganos y sistemas para organizar diferentes tipos de células de manera ordenada para formar un individuo biológico con una estructura jerárquica compleja y funciones ricas. Un tejido es un conjunto de células con la misma función formado por diferenciación celular. Los órganos son estructuras con funciones específicas compuestas por una cascada de diferentes tejidos. Un sistema es una estructura formada por una cascada de diferentes órganos que cumplen funciones específicas. Finalmente, varios sistemas se combinan entre sí para formar un individuo biológico unificado y ordenado. Debido a que los organismos multicelulares son estructuras en cascada formadas por diferenciación celular, cada parte está estrechamente relacionada y es inseparable. Por otro lado, debido a las diferentes estructuras en cascada de diferentes tipos de organismos multicelulares, existen diferencias o diversidad entre los individuos vivos (Chen Yuezeng et al. 1997: 17). Históricamente, debido a la selección natural, las especies biológicas han seguido evolucionando y desarrollándose, mostrando tendencias y tendencias de desarrollo muy desproporcionadas. En el largo proceso de evolución, se produjeron plantas y animales, y finalmente evolucionaron criaturas inteligentes: los seres humanos.
La vida en la Tierra interactúa con su entorno para formar un ecosistema complejo, dinámico y estable. En este sistema, todos los seres vivos son interdependientes. Los ecosistemas también interactúan con otros ecosistemas para formar la biosfera, que incluye toda la vida, el espacio atmosférico en la base de la Tierra, la superficie terrestre, la litosfera y la hidrosfera. En la biosfera, los organismos continúan evolucionando y adaptándose al entorno natural cambiante y al entorno de vida cambiándose a sí mismos; al mismo tiempo, la vida también cambia su entorno de vida a través de sus actividades;
La estructura en cascada de múltiples niveles de la vida nos hace darnos cuenta de que la vida es un fenómeno altamente ordenado en la naturaleza (Chen Yuezeng et al., 1997: 17). Este orden se manifiesta en todas las direcciones, desde lo micro a lo macro, desde el pasado hasta el presente. Este orden es a la vez estructural y funcional; es a la vez espacial y temporal. Esta estructura también nos permite ver que en cada nivel de la vida aparecen nuevos atributos. De esta manera, cuando estudiamos los fenómenos de la vida, debemos ver no sólo la correlación entre los distintos niveles, sino también la independencia de las leyes en cada nivel.
Según esta ley, casi toda la vida sigue las mismas reglas básicas: toda la vida utiliza el mismo código genético, sigue los mismos mecanismos de replicación, transcripción y síntesis de proteínas, y los mismos mecanismos de reparación del ADN. Las actividades metabólicas de la vida, incluida la producción y transformación de diversas sustancias vitales importantes y la adquisición y utilización de energía, también son muy consistentes.
Desde la perspectiva de la naturaleza o características, la vida en la Tierra tiene las siguientes características:
En primer lugar, toda vida está en proceso de constante metabolismo material y energético con el mundo exterior. . El metabolismo material y el metabolismo energético son en realidad dos aspectos del mismo proceso. La vida almacena energía en el proceso de síntesis de sus propias sustancias y libera energía en el proceso de descomposición de sustancias. Los procesos químicos clave del metabolismo son el ciclo del ácido tricarboxílico y la fosforilación oxidativa. El metabolismo es la base de la existencia y actividad de la vida.
En segundo lugar, el metabolismo biológico va acompañado del crecimiento, el desarrollo y el envejecimiento. Las células individuales seguirán creciendo durante el proceso de metabolismo, mientras que los organismos multicelulares tienen un proceso de crecimiento y desarrollo.
En tercer lugar, los seres vivos tienen el fenómeno de autorreplicación, reproducción y mutación (o mediante reproducción). En el proceso de copia y reproducción, los organismos muestran un alto grado de características genéticas, es decir, la información genética de los padres y los rasgos estructurales que estos determinan se transmiten a la siguiente generación con alta precisión al mismo tiempo, durante el proceso; En el proceso de copia y reproducción también aparecerá una pequeña cantidad de información genética. Los errores, también conocidos como mutaciones, hacen que las generaciones futuras sean algo diferentes de la generación anterior.
En cuarto lugar, los organismos pueden responder a estímulos externos hasta cierto punto, lo que es la llamada capacidad de respuesta al estrés. Por ejemplo, el crecimiento fototáctico de las puntas de los tallos de las plantas, las respuestas inmunes biológicas, la estabilidad de la autorregulación biológica, etc. son manifestaciones de diferentes capacidades de estrés de los organismos.
En quinto lugar, la vida tiene la capacidad de evolucionar. La vida en la Tierra comenzó hace unos 3.500 millones de años. A partir de organismos unicelulares primitivos, luego de un largo proceso evolutivo, diversas especies biológicas irradiaron y formaron una variedad de organismos que se adaptan a diversas condiciones ambientales, hasta el surgimiento de organismos inteligentes avanzados: los seres humanos.
3. Dos formas de definir la vida
Actualmente existen dos formas principales de definir la vida en la tierra. Una es ver la vida como una estructura material especial o materia con una estructura especial desde la perspectiva de las sustancias que constituyen la vida.
La otra es centrarse en las características básicas de la vida y considerarla como un fenómeno especial. La primera se puede llamar definición de entidad y la segunda se puede llamar definición de función o definición de operación. Sin embargo, cabe señalar que, dado que estructura y función son un par de categorías estrechamente relacionadas, la definición de entidad y la definición de función a menudo se combinan. La diferencia radica principalmente en si la definición enfatiza la estructura o función material. Lo que enfatiza la estructura material es importante es la definición de entidad, y lo que enfatiza la función es importante es la definición funcional.
1. Método de definición de entidades
Actualmente existen dos tipos de definiciones de entidades. Uno define la vida como macromoléculas específicas, incluida la "teoría de la identidad de la proteína de la vida" y la "teoría de la identidad de la vida-ácido nucleico" define la vida como una estructura material especial, especialmente la estructura celular, que también puede denominarse "La teoría de la identidad de la vida-célula"; ".
En el siglo XIX, Engels definió la vida principalmente desde la perspectiva de las macromoléculas. Dijo: "La vida es el modo de existencia de los proteomas, y este modo de existencia consiste esencialmente en la continua autorrenovación de los componentes químicos de estos proteomas (Engels, 1970: 78)". definición de vida esta definición. Dulin alguna vez definió la vida como la actividad metabólica de las células. Engels creía que los organismos avanzados están compuestos de tipos simples de "células", pero hay organismos debajo de las células. Están asociados con organismos superiores sólo porque sus componentes básicos son proteínas y por eso realizan las funciones de las proteínas: vida o muerte. La definición de vida de Engels es en realidad consistente con su pensamiento sobre la forma del movimiento material. Engels creía que existen cinco formas de movimiento en la naturaleza: movimiento mecánico, movimiento físico, movimiento químico, movimiento vital y movimiento social. Desde una perspectiva histórica, estas cinco formas de movimiento reflejan la secuencia del desarrollo evolutivo en la naturaleza, y cada última forma de movimiento evoluciona a partir de la forma de movimiento anterior. Diferentes formas de movimiento tienen diferentes portadores materiales y diferentes leyes de movimiento, y las formas de movimiento de alto nivel incluyen formas de movimiento de bajo nivel. El movimiento de la vida es un movimiento avanzado, desarrollado a partir del movimiento químico. Su portador material y sus leyes de movimiento son diferentes del movimiento químico, pero el movimiento de la vida incluye el movimiento químico. Engels enfatizó la continuidad de la naturaleza en ese momento. Si la vida se define como actividades por encima de las estructuras celulares, será difícil explicar el origen de la vida. Engels prestó especial atención al proceso de desarrollo dialéctico del mundo inorgánico al mundo orgánico, por lo que Engels eligió los cuerpos proteicos como portadores materiales de la actividad vital.
La comprensión de Engels sobre el proteoma era diferente de su comprensión sobre las proteínas. Dijo: "Aquí, el proteoma se entiende según el significado de la química moderna. La química moderna incluye en el concepto de proteoma todo lo que es similar a las proteínas o estructuras proteicas ordinarias. Este nombre es inapropiado porque las proteínas ordinarias son las más inanimadas. Juega El papel más pasivo entre todas las sustancias similares, junto con el huevo, es sólo el alimento para el desarrollo embrionario. Sin embargo, cuando la estructura química del proteoma aún no está clara, se puede ver que el proteoma mencionado por Engels se encuentra en una forma. En el sentido amplio, ni siquiera se trata de un polímero en el sentido moderno, sino de un sistema material. Engels utilizó esta palabra en diferentes ocasiones. Incluso llamó a las células "fragmentos de proteínas". , excepto los organismos inferiores, están compuestos por células, que están compuestas por pequeños trozos de proteína con un núcleo, que sólo puede verse a gran aumento (Engels, 1970: 74). "
En resumen, Engels equiparó la vida con el proteoma. La vida es "proteína innata". Sin este proceso las proteínas no existirían (Engels, 1970: 80). "En la primera mitad del siglo XX, con el progreso de la investigación bioquímica, la gente tenía una comprensión cada vez más clara de la estructura y función de las proteínas. Las proteínas tienen formas complejas y diferentes funciones y desempeñan un papel extremadamente importante en las actividades de la vida. Estas tienen hizo que muchas personas se convencieran más de que la base molecular de la vida es la proteína.
Después de la década de 1950, el descubrimiento de la estructura de doble hélice del ADN y el progreso en la investigación sobre su función genética cambiaron la comprensión de la gente sobre la naturaleza del ADN. La vida es la visión de las proteínas. Desde entonces, muchas personas han centrado su atención en los ácidos nucleicos y han comenzado a considerar la base molecular de la vida como ácidos nucleicos con autorreplicación e información genética. enfatizando las proteínas y sus funciones metabólicas hasta enfatizando los ácidos nucleicos y sus funciones La función de los vectores genéticos El origen de la vida se reduce al origen de los oligonucleótidos y polinucleótidos autorreplicantes.
Este punto de vista puede denominarse "teoría de la identidad vida-ácido nucleico".
Definir la vida como las propiedades y funciones de las macromoléculas conducirá inevitablemente a la pregunta: ¿Existe alguna forma de vida no celular? ¿Podrían las características fundamentales de la vida encarnarse en estados moleculares?
Ahora se sabe que existen formas de vida no celulares. Hay tres tipos principales: uno es un virus, que está compuesto por una cubierta proteica y un núcleo de ADN o ARN; uno es un viroide, que es una molécula de ARN desnuda sin una cubierta proteica, o el tercero es un agente infeccioso proteico; prión, que está compuesto únicamente de moléculas de proteína, pero esta proteína contiene codones autorreplicantes. En otras palabras, las propias proteínas también son portadoras de información genética. Pero actualmente se sabe poco sobre esta vida tan especial en las proteínas.
Sin embargo, estos tres tipos de vida no celular sólo pueden exhibir diversas características de vida cuando se infectan con células vivas. No pueden replicarse a sí mismos de forma independiente. Por lo tanto, los tres tipos de vida libre de células mencionados anteriormente no son vida completa y no pueden usarse como modelos de vida primitiva.
El problema es que los virus, los viroides y las proteínas infecciosas no son formas de vida completas. Entonces, ¿podemos pensar que no existían formas de vida sin células en "estados de macromoléculas" en las primeras etapas de la evolución geoquímica? ¿Era posible que en una etapa de la evolución química que precedió al surgimiento de la vida celular, pudieran haber surgido formas de vida compuestas por moléculas de proteínas o moléculas de ácido nucleico? Debido a que pudo haber habido una gran cantidad de moléculas orgánicas no sintetizadas biológicamente en la Tierra primitiva como condiciones externas para la autorreplicación de las macromoléculas, es probable que existan formas de vida macromoleculares en la Tierra primitiva (Zhang Yun, 1998), al igual que Las moléculas orgánicas no sintetizadas biológicamente pueden existir hoy en los tubos de ensayo. Las formas de vida celular son las mismas.
Si estamos de acuerdo en que efectivamente existieron formas de vida compuestas de moléculas de proteínas o moléculas de ácido nucleico en la etapa de evolución química antes del surgimiento de la vida celular, entonces la siguiente pregunta es: En el proceso del origen de vida, ya sea proteína o ácido nucleico ¿Qué fue primero? Hay un animado debate sobre esta cuestión. La teoría del "mundo del ARN" sostiene que los ácidos nucleicos fueron lo primero. A principios de la década de 1980, se descubrió que el ARN tiene la función de una enzima bajo ciertas condiciones: el propio ARN desempeña un papel catalítico en el proceso de corte de las moléculas de ARN. Esto proporciona evidencia de teorías anteriores sobre ácidos nucleicos. Sin embargo, el descubrimiento de los protozoos llevó a la creencia de que las proteínas fueron lo primero. Las propias moléculas de protoplasto transportan información genética y controlan su propia replicación. Así que no está del todo claro quién llega primero.
Porque en la vida actual los ácidos nucleicos y las proteínas son inseparables. Las proteínas se sintetizan bajo la guía de información de ácidos nucleicos, y los ácidos nucleicos se replican y transcriben bajo la catálisis de proteínas. Por tanto, también es posible que la forma de vida primitiva de las primeras precélulas no fuera ni una molécula de ARN ni una molécula de proteína, sino un gran subsistema compuesto de ácidos nucleicos y proteínas (y quizás lípidos). En este subsistema la relación entre aminoácidos y nucleótidos se establece gradualmente a través de interacciones, es decir, en esta interacción se genera el código genético.
Existe también otra visión sobre la definición de entidades, a saber, la teoría de la identidad de las células vivas. Este punto de vista sostiene que no hay formas de vida en el estado molecular y que toda la vida la poseen únicamente las células. Una vez que se producen las proteínas y los ácidos nucleicos, deben estar contenidos en estructuras de membrana formadas por lípidos para formar formas de vida independientes. Los virus, viroides y protozoos carecen de separación de membrana y, por lo tanto, no pueden llevar a cabo diversas reacciones bioquímicas fuera de la célula huésped. Entonces no son seres independientes.
2. Método de definición de funciones
A diferencia de la definición de entidad que enfatiza las características estructurales de la vida, la definición funcional define principalmente la vida desde la esencia y función de la vida. También hay dos definiciones funcionales. Se enfatiza que la vida es una colección de varias propiedades, por lo que también se la llama "definición de grupo". El otro enfatiza que unas pocas o un tipo de propiedades son las propiedades esenciales de la vida, lo que puede denominarse "la definición de propiedades fundamentales".
La “definición de conjunto” suele definir la vida enumerando una serie de características de la vida. Por ejemplo, Monod, en su famoso libro Necesidad y contingencia (1971), enumeró tres características como características definitorias de la vida: determinación, morfogénesis autónoma e invariancia reproductiva. Crick (1981) definió la vida según las siguientes características: autorreproducción, herencia, evolución y metabolismo. Los libros de texto de biología general enumerarán más atributos, como metabolismo, crecimiento, desarrollo, herencia, evolución, estrés, homeostasis, autoorganización, etc. ¿El famoso biólogo Ernst? Meyer una vez hizo una lista más larga de la esencia de la vida (Mayr 1982: 53):
(1) Los sistemas de vida en todos los niveles tienen organizaciones adaptativas muy complejas.
(2) Los organismos vivos están compuestos por un grupo de polímeros químicamente únicos.
(3) Los fenómenos importantes en los sistemas vivos son principalmente cualitativos más que cuantitativos.
(4) Los sistemas de vida en todos los niveles están compuestos por grupos altamente variables de individuos únicos.
(5) Todos los organismos han desarrollado históricamente programas genéticos que les permiten participar en procesos y actividades con un propósito.
(6) Las categorías de entidades vivientes se definen por conexiones históricas dentro de una misma familia.
(7) La biología es producto de la selección natural.
(8) El curso de la vida es particularmente impredecible.
¿Veterano? J. Doyne Farmer y Aletta d'A Belin enumeraron una vez las siguientes propiedades como características típicas de la vida (Farmer & Belin 1991: 818):
(1) La vida es un patrón en el tiempo y el espacio, no un objeto material especial. Lo que importa para la vida son conjuntos de patrones y relaciones, no entidades atómicas particulares.
(2) La vida tiene la capacidad de reproducirse, o al menos se produce mediante la reproducción. Por ejemplo, las mulas son estériles, pero también se producen mediante el proceso de reproducción.
(3) La vida almacena información de autorrepresentación. Por ejemplo, los organismos en la naturaleza almacenan descripciones de sí mismos en moléculas de ADN, que los propios organismos pueden traducir en proteínas.
(4) La vida tiene la capacidad de metabolismo, es decir, la vida puede transformar continuamente materia y energía con el medio ambiente.
(5) Interacción funcional entre vida y medio ambiente. En otras palabras, los organismos pueden responder selectivamente a estímulos externos y adaptarse al medio ambiente, y también pueden crear y controlar su propio entorno correspondiente.
(6) Los componentes de la vida son interdependientes. Esta interdependencia mantiene la unidad del organismo.
(7) La vida puede permanecer estable ante las perturbaciones, mantener la forma y la organización en entornos ruidosos y realizar funciones normales.
(8) La vida tiene la capacidad de evolucionar. Esta capacidad de evolucionar no es la naturaleza de los organismos individuales, sino la naturaleza de los linajes biológicos.
Por defecto, esta lista no es perfecta. Algunos organismos, como los virus, se encuentran en muchos sentidos entre animados e inanimados. Algunos "organismos primitivos" en el modelo del origen de la vida también son entidades "semiactivas". Basándonos en esta lista, también podríamos pensar en los sistemas ecológicos y sociales como seres vivos. Entonces, dijo Farmer, no existe una línea clara entre la vida y la no vida. Es apropiado pensar en la vida como "la esencia de un continuo de modelos organizacionales, algunos de los cuales son más o menos activos que otros (Farmer & Belin 1991:819)
La definición de un conjunto nos ayuda Distinguir la vida y la no vida mediante la complementación mutua de varias propiedades puede ayudarnos a evitar juicios demasiado simplistas sobre si una determinada propiedad es un atributo esencial de la vida. Sin embargo, esto es tanto su ventaja como su desventaja debido a qué propiedades parecen existir. No hay un estándar consistente sobre qué propiedades pueden y no pueden usarse como características definitorias de la vida. Esto hace que la definición de un conjunto parezca bastante arbitraria a veces, y la lista de propiedades de algunas personas siempre cambia. enumera diferentes atributos según su propia comprensión.
Aunque la "definición de propiedades básicas" también define la vida a partir de propiedades funcionales, define principalmente la vida desde varios aspectos. Sin embargo, la vida tiene muchas propiedades. ¿Se unen para formar la entidad única de la vida? La definición de un conjunto no presta especial atención a la relación entre las propiedades. No puede explicar por qué se debe reunir un grupo de propiedades especiales para producir una entidad como la vida. properties intenta superar estas deficiencias de las definiciones de conjuntos.
Actualmente existen cuatro definiciones principales de propiedades básicas: una es la teoría del metabolismo, una es la teoría de la autocreación, la otra es la teoría de la adaptación flexible y la última es la teoría de la información con la que estoy más de acuerdo. Debido a que esta parte contiene más contenido, discutiremos estas definiciones en la nueva parte
Varias definiciones de "propiedades básicas"
.1. "Teoría del metabolismo"
La "teoría del metabolismo" es producto de la aplicación de la química física en la biología.
En el siglo XIX, debido al desarrollo de la física, la química y la fisiología, la gente comenzó a considerar la vida como una actividad metabólica que intercambia materia y energía con el medio externo a través de medios físicos y químicos, es decir, la continua asimilación y descomposición de sustancias invisibles. componentes en el proceso del sistema vivo. El metabolismo ahora puede definirse como la suma de las redes de transformación química y energética de los sistemas vivos mediadas por enzimas. El metabolismo incluye el metabolismo de sustancias y el metabolismo energético. El metabolismo de sustancias se refiere a los cambios que se producen en las sustancias en los organismos vivos, incluida la asimilación y la disimilación. La asimilación es el proceso mediante el cual los organismos sintetizan sustancias absorbidas del mundo exterior en sus propias sustancias; la disimilación es el proceso mediante el cual los organismos descomponen, excretan o reutilizan sus propias sustancias. El metabolismo energético implica almacenar y liberar energía. El metabolismo material y el metabolismo energético son en realidad dos manifestaciones diferentes del mismo proceso. Los organismos almacenan energía durante la asimilación y liberan energía durante la disimilación. La renovación de la materia orgánica, la aparición de funciones fisiológicas y el mantenimiento de estructuras ordenadas dependen del metabolismo energético. Una manifestación básica de un cuerpo vivo es que su cuerpo está constantemente experimentando metabolismo material y metabolismo energético. Una vez que cesa esta actividad, la vida deja de existir. Por tanto, muchas personas consideran el metabolismo como la esencia de la vida.
En la década de 1940, Schrödinger desarrolló aún más esta visión del metabolismo y propuso la definición de "teoría de la entropía negativa", argumentando que la vida es un sistema que depende del metabolismo para enfrentarse constantemente a la segunda ley de la termodinámica. El siguiente pasaje resume sus puntos de vista (1944: 74-76):
¿Qué tiene de especial la vida? ¿Cuándo se puede decir que una sustancia está viva? .....Es evitando la rápida descomposición y entrando en un estado inerte de "equilibrio" que los organismos parecen tan increíbles. .....¿Cómo pueden los seres vivos evitar la corrupción? La respuesta obvia es: comiendo, bebiendo, respirando y (en el caso de las plantas) asimilando. El término técnico se llama metabolismo... La esencia del metabolismo es el escape exitoso de un organismo de la entropía que inevitablemente genera mientras está vivo.
Con el desarrollo de la física, la química, la biología y la ciencia de sistemas modernas, esta teoría de la entropía negativa se desarrolló hasta convertirse en "autopoiesis" en la década de 1970.
2. “Teoría de la autocreación”
¿La teoría de la autocreación es de Humberto? ¿Madurana y Francisco? Varela y otros propusieron una definición de vida en 1974. Esta definición es una combinación de la definición de metabolismo y la teoría de la autoorganización en física. Gail Raney Fleischaker desarrolló y cristalizó esta definición en 1990. La autopoiesis se compone de las palabras griegas "auto", que significa "yo", y "poiesis", que significa "hacer". La autogeneración tiene tres características: primero, autolimitación, es decir, el sistema vivo establece sus propios límites para distinguirlo del medio ambiente u otros organismos; segundo, autogeneración, es decir, todos los componentes de la vida, incluido su contenido; y los límites, están determinados por la autotransformación del sistema; el tercero es autosostenible, es decir, las actividades dentro de la vida son continuas en el tiempo. Maturana y Varila acuñaron el término "vida autocreada" para ilustrar las características dinámicas de autosostenimiento y autocreación de la vida. Según Maturana, Varila y Freschkel, la vida necesita ingresar y transformar energía del entorno externo para impulsar y mantener su propio proceso de producción y alejarse del equilibrio. La característica de los sistemas vivos es la capacidad de acoplar los procesos internos de conversión de energía y de interacción material entre sí y organizarlos en una red de procesos completa. Dentro de esta red de procesos, los componentes individuales del sistema, incluida la propia estructura de la membrana límite, se pueden replicar de forma automática y continua.
Específicamente, los puntos de definición de la vida autocreada son los siguientes:
(1) Componentes básicos de la vida