Organismo
Un organismo se define en un diccionario médico como cualquier cosa viva que funciona como un individuo . [1] Tal definición plantea más problemas de los que resuelve, sobre todo porque el concepto de individuo también es difícil. Se han propuesto muchos criterios, pocos de ellos ampliamente aceptados, para definir qué es un organismo. Entre los más comunes está el de que un organismo tiene reproducción , crecimiento y metabolismo autónomos . Esto excluiría a los virus , a pesar de que evolucionan como organismos. Otros casos problemáticos incluyen organismos coloniales ; una colonia de insectos eusociales está organizada de forma adaptativa y tiene especialización germino-soma , con algunos insectos que se reproducen, otros no, como las células del cuerpo de un animal. El cuerpo de un sifonóforo , un animal marino gelatinoso, está compuesto de zooides similares a organismos , pero toda la estructura se ve y funciona de manera muy similar a un animal como una medusa , y las partes colaboran para proporcionar las funciones del organismo colonial.
Los biólogos evolucionistas David Queller y Joan Strassmann afirman que la "organismo", las cualidades o atributos que definen a una entidad como organismo, ha evolucionado socialmente a medida que grupos de unidades más simples (de células en adelante) llegaron a cooperar sin conflictos. Proponen que la cooperación debería utilizarse como el "rasgo definitorio" de un organismo. Esto trataría muchos tipos de colaboración, incluida la asociación hongo / alga de diferentes especies en un liquen , o la asociación sexual permanente de un rape , como un organismo.
Etimología
El término "organismo" (del griego antiguo ὀργανισμός , derivado de órganon , que significa instrumento, implemento, herramienta, órgano de los sentidos o de la aprehensión) [2] [3] apareció por primera vez en el idioma inglés en la década de 1660 con el significado ahora obsoleto de una estructura u organización orgánica. [3] Está relacionado con el verbo "organizar". [3] En su Crítica del juicio de 1790 , Immanuel Kant definió un organismo como "un ser tanto organizado como autoorganizado". [4] [5]
Si existen criterios o son necesarios
Entre los criterios que se han propuesto para ser un organismo están:
- reproducción , crecimiento y metabolismo autónomos [7]
- No compartimentabilidad: la estructura no se puede dividir sin perder funcionalidad. [6] Richard Dawkins la definió como "la cualidad de ser suficientemente heterogéneo en forma para volverse no funcional si se corta por la mitad". [8] Sin embargo, muchos organismos se pueden cortar en pedazos que luego crecen hasta convertirse en organismos completos. [8]
- Individualidad : la entidad posee simultáneamente cualidades de singularidad genética, homogeneidad genética y autonomía [9]
- una respuesta inmune , que separa lo propio de lo extraño [10]
- "anti- entropía ", la capacidad de mantener el orden, un concepto propuesto por primera vez por Erwin Schrödinger ; [11] o en otra forma, que la teoría de la información de Claude Shannon puede usarse para identificar a los organismos como capaces de automantener su contenido de información [12]
Otros científicos piensan que el concepto de organismo es inadecuado en biología; [13] que el concepto de individualidad es problemático; [14] y desde un punto de vista filosófico, cuestionan si tal definición es necesaria. [15] [16] [8]
Los casos problemáticos incluyen organismos coloniales : por ejemplo, una colonia de insectos eusociales cumple criterios como organización adaptativa y especialización germino-soma . [17] Si es así, el mismo argumento, o un criterio de alta cooperación y bajo conflicto, incluiría algunas asociaciones mutualistas (por ejemplo, líquenes) y sexuales (por ejemplo, rape ) como organismos. [18] Si ocurre la selección de grupo , entonces un grupo podría ser visto como un superorganismo , optimizado por la adaptación grupal . [19]
Otra visión es que atributos como la autonomía, la homogeneidad genética y la singularidad genética deberían examinarse por separado en lugar de exigir que un organismo los tenga todos; si es así, existen múltiples dimensiones de la individualidad biológica, lo que da como resultado varios tipos de organismos. [20]
Organismos en diferentes niveles de organización biológica
Un organismo unicelular es un microorganismo como un protista , una bacteria o una arquea , compuesto por una sola célula , que puede contener estructuras funcionales llamadas orgánulos . [22]
Un organismo multicelular , como un animal , una planta , un hongo o un alga, está compuesto de muchas células, a menudo especializadas. [22]
Un organismo colonial como un sifonóforo es un ser que funciona como un individuo pero está compuesto de individuos comunicantes. [8]
Un superorganismo es una colonia, como la de las hormigas , formada por muchos individuos que trabajan juntos como una única unidad funcional o social . [23] [17]
Un mutualismo es una asociación de dos o más especies , cada una de las cuales satisface algunas de las necesidades de la otra. Un liquen está formado por hongos y algas o cianobacterias , con un microbioma bacteriano ; juntos, son capaces de prosperar como una especie de organismo, cuyos componentes tienen diferentes funciones, en hábitats como rocas secas donde ninguna podría crecer sola. [18] [21]
Los biólogos evolucionistas David Queller y Joan Strassmann afirman que la "organismo" ha evolucionado socialmente, a medida que grupos de unidades más simples (de células en adelante) llegaron a cooperar sin conflictos. Proponen que la cooperación debería utilizarse como el "rasgo definitorio" de un organismo. [18]
| Nivel | Ejemplo | Composición | Metabolismo, crecimiento, reproducción. | Cooperación |
|---|---|---|---|---|
| Virus | Virus del mosaico del tabaco | Ácido nucleico , proteína | No | No tienen metabolismo, por lo tanto no están vivos, no son organismos, dicen muchos biólogos; [7] pero evolucionan, sus genes colaboran para manipular al huésped [18] |
| Organismo unicelular | Paramecio | Una célula , con orgánulos, por ejemplo, cilios, para funciones específicas. | Sí | Señalización intercelular (interorganismos) [22] |
| Protistán enjambre | Dictyostelium (moho mucilaginoso celular) | Amibas unicelulares | Sí | Amebas unicelulares de vida libre durante la mayor parte de su vida; se agrupan y se agrupan en una babosa multicelular, cuyas células se especializan para formar un tallo muerto y un cuerpo fructífero [18] |
| Organismo multicelular | Hongo formador de setas | Células, agrupadas en órganos para funciones específicas (por ejemplo, la reproducción) | Sí | Especialización celular, comunicación [22] |
| Asociación sexual permanente | Pez rape | Macho y hembra unidos permanentemente | Sí | El macho proporciona los gametos masculinos ; la hembra proporciona todas las demás funciones [18] |
| Mutualismo | Liquen | Organismos de diferentes especies | Sí | Los hongos proporcionan estructura, absorben agua y minerales; las algas realizan la fotosíntesis [18] |
| Colonia unida | Sifonóforo | Los zooides se unieron | Sí | Especialización de organismos; señalización interorganismos [8] |
| Superorganismo | Colonia de hormigas | Personas que viven juntas | Sí | Especialización de organismos (muchas hormigas no se reproducen); señalización entre organismos [23] |
Samuel Díaz‐Muñoz y sus colegas (2016) aceptan la opinión de Queller y Strassmann de que la organismalidad puede medirse completamente por grados de cooperación y de conflicto. Afirman que esto sitúa a los organismos en el tiempo evolutivo, de modo que la organismalidad depende del contexto. Sugieren que las formas de vida altamente integradas, que no dependen del contexto, pueden evolucionar a través de etapas dependientes del contexto hacia la unificación completa. [24]
Casos límite
Virus
Los virus no suelen considerarse organismos, porque son incapaces de reproducción , crecimiento , metabolismo u homeostasis autónomos . Aunque los virus tienen algunas enzimas y moléculas como las de los organismos vivos, no tienen metabolismo propio; no pueden sintetizar los compuestos orgánicos de los que se forman. En este sentido, son similares a la materia inanimada. [7] Los virus tienen sus propios genes y evolucionan . Por lo tanto, un argumento para clasificar a los virus como organismos vivos es su capacidad de experimentar evolución y replicarse mediante autoensamblaje. Sin embargo, algunos científicos argumentan que los virus no evolucionan ni se autoreproducen. En cambio, los virus son desarrollados por sus células huésped, lo que significa que hubo coevolución de virus y células huésped. Si las células huésped no existieran, la evolución viral sería imposible. En cuanto a la reproducción, los virus dependen de la maquinaria del huésped para replicarse. El descubrimiento de virus con genes que codifican el metabolismo energético y la síntesis de proteínas alimentó el debate sobre si los virus son organismos vivos, pero los genes tienen un origen celular. Lo más probable es que se adquirieran mediante transferencia horizontal de genes desde huéspedes virales. [7]
| Capacidad | Organismo celular | Virus |
|---|---|---|
| Metabolismo | Sí | No, confíe completamente en la célula huésped |
| Crecimiento | Sí | No, solo autoensamblaje |
| Reproducción | Sí | No, confíe completamente en la célula huésped |
| Almacenar información genética sobre sí mismos | ADN | ADN o ARN |
| Capaz de evolucionar | Sí : mutación , recombinación , selección natural. | Sí : alta tasa de mutación, selección natural. |
Hay argumentos a favor de considerar a los virus como organismos celulares. Algunos investigadores no perciben a los virus como viriones, que según ellos son meras esporas de un organismo, sino como una virocélula, un organismo viral ontológicamente maduro que tiene estructura celular. [25] Dicho virus es el resultado de la infección de una célula y muestra todas las propiedades fisiológicas principales de otros organismos: metabolismo , crecimiento y reproducción , por lo tanto, vida en su presencia efectiva. [12] [26]
Colonias similares a organismos
El filósofo Jack A. Wilson examina algunos casos límite para demostrar que el concepto de organismo no está definido con precisión. [8] En su opinión, las esponjas , los líquenes , los sifonóforos , los mohos mucilaginosos y las colonias eusociales como las de las hormigas o las ratas topo desnudas se encuentran todos en la zona límite entre ser colonias definidas y organismos definidos (o superorganismos). [8]
| Función | Sifonóforo colonial | Medusa |
|---|---|---|
| Flotabilidad | La parte superior de la colonia está llena de gas. | Gelatina |
| Propulsión | Los nectóforos se coordinan para bombear agua | El cuerpo pulsa para bombear agua. |
| Alimentación | Los palpones y los gastrozooides ingieren presas y alimentan a otros zooides. | Los tentáculos atrapan a la presa y la pasan a la boca. |
| Estructura funcional | Individuo funcional único | Individuo funcional único |
| Composición | Muchos zooides , posiblemente individuos | Muchas células |
Organismos sintéticos
Los científicos e ingenieros biológicos están experimentando con distintos tipos de organismos sintéticos , desde quimeras compuestas de células de dos o más especies, cíborgs que incluyen miembros electromecánicos , híbridos que contienen elementos electrónicos y biológicos, y otras combinaciones de sistemas que han evolucionado y han sido diseñados de diversas formas. [27]
Un organismo evolucionado adquiere su forma mediante los mecanismos parcialmente comprendidos de la biología evolutiva del desarrollo , en los que el genoma dirige una serie elaborada de interacciones para producir estructuras cada vez más elaboradas. La existencia de quimeras e híbridos demuestra que estos mecanismos son "inteligentemente" robustos frente a circunstancias radicalmente alteradas en todos los niveles, desde el molecular hasta el organismal. [27]
Los organismos sintéticos ya adoptan diversas formas y su diversidad aumentará. Lo que todos ellos tienen en común es un comportamiento teleonómico o de búsqueda de objetivos que les permite corregir errores de muchos tipos para lograr el resultado para el que fueron diseñados. Este comportamiento recuerda la acción inteligente de los organismos; la inteligencia se considera una forma corpórea de cognición . [27]
Evolución temprana de los organismos
Todos los organismos que existen hoy poseen una molécula de información autorreplicante (genoma), y es probable que dicha molécula de información sea intrínseca a la vida. Por lo tanto, los primeros organismos también presumiblemente poseían una molécula de información autorreplicante ( genoma ), tal vez ARN [28] [29] o una molécula de información más primitiva que el ARN. Las secuencias de nucleótidos específicas en todos los organismos actualmente existentes contienen información que funciona para promover la supervivencia, la reproducción y la capacidad de adquirir recursos necesarios para la reproducción, y las secuencias con tales funciones probablemente surgieron temprano en la evolución de la vida. También es probable que las secuencias de supervivencia presentes temprano en la evolución de los organismos incluyeran secuencias que facilitan la evitación de daños a la molécula autorreplicante y promueven la capacidad de reparar dichos daños que ocurren. La reparación de algunos de los daños del genoma en estos organismos tempranos puede haber involucrado la capacidad de usar información no dañada de otro genoma similar mediante un proceso de recombinación (una forma primitiva de interacción sexual ). [30]
Referencias
- ^ Diccionario de medicina, enfermería y profesiones de la salud de Mosby (10.ª ed.). San Luis, Misuri: Elsevier . 2017. pág. 1281. ISBN 978-0-3232-2205-1.
- ^ ὄργανον. Liddell, Henry George ; Scott, Robert ; Un léxico griego-inglés en el Proyecto Perseo
- ^ abc «organismo (n.)». Diccionario Etimológico Online . Consultado el 11 de abril de 2024 .
- ^ Kant, Immanuel , Crítica del juicio : §65, 5:374.
- ^ Huneman, Philippe (2017). "El concepto de organismo de Kant revisitado: ¿Un marco para una posible síntesis entre el desarrollismo y el adaptacionismo?". The Monist . 100 (3): 373–390. doi :10.1093/monist/onx016. JSTOR 26370801.
- ^ ab Rosen, Robert (septiembre de 1958). "Una teoría relacional de los sistemas biológicos". Boletín de biofísica matemática . 20 (3): 245–260. doi :10.1007/BF02478302. ISSN 0007-4985.
- ^ abcde Moreira, D.; López-García, PN (abril de 2009). "Diez razones para excluir a los virus del árbol de la vida". Nature Reviews. Microbiología . 7 (4): 306–311. doi :10.1038/nrmicro2108. PMID 19270719. S2CID 3907750.
- ^ abcdefgh Wilson, Jack A. (2000). "Carnicería ontológica: conceptos de organismo y generalizaciones biológicas". Filosofía de la ciencia . 67 : 301–311. doi :10.1086/392827. JSTOR 188676. S2CID 84168536.
- ^ Santelices, Bernabé (abril de 1999). "¿Cuántos tipos de individuos existen?". Trends in Ecology & Evolution . 14 (4): 152–155. doi :10.1016/S0169-5347(98)01519-5. PMID 10322523.
- ^ Pradeu, T. (2010). "¿Qué es un organismo? Una respuesta inmunológica". Historia y filosofía de las ciencias de la vida . 32 (2–3): 247–267. PMID 21162370.
- ^ Bailly, Francis; Longo, Giuseppe (2009). "Organización biológica y antientropía". Revista de sistemas biológicos . 17 (1): 63–96. doi :10.1142/S0218339009002715. ISSN 0218-3390.
- ^ ab Piast, Radosław W. (junio de 2019). "La información de Shannon, la biopoiesis de Bernal y la distribución de Bernoulli como pilares para construir una definición de vida". Revista de biología teórica . 470 : 101–107. Bibcode :2019JThBi.470..101P. doi :10.1016/j.jtbi.2019.03.009. PMID 30876803. S2CID 80625250.
- ^ Bateson, Patrick (febrero de 2005). "El retorno del organismo completo". Journal of Biosciences . 30 (1): 31–39. doi :10.1007/BF02705148. PMID 15824439. S2CID 26656790.
- ^ Clarke, E. (2010). "El problema de la individualidad biológica". Teoría biológica . 5 (4): 312–325. doi :10.1162/BIOT_a_00068. S2CID 28501709.
- ^ Pepper, JW; Herron, MD (noviembre de 2008). "¿Necesita la biología un concepto de organismo?". Biological Reviews of the Cambridge Philosophical Society . 83 (4): 621–627. doi :10.1111/j.1469-185X.2008.00057.x. PMID 18947335. S2CID 4942890.
- ^ Wilson, R. (2007). "La noción biológica de individuo". Stanford Encyclopedia of Philosophy .
- ^ ab Folse, HJ, III; Roughgarden, J. (diciembre de 2010). "¿Qué es un organismo individual? Una perspectiva de selección multinivel". The Quarterly Review of Biology . 85 (4): 447–472. doi :10.1086/656905. PMID 21243964. S2CID 19816447.
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ^ abcdefgh Queller, David C.; Strassmann, Joan E. (noviembre de 2009). "Más allá de la sociedad: la evolución de la organismalidad". Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Serie B, Ciencias Biológicas . 364 (1533): 3143–3155. doi :10.1098/rstb.2009.0095. PMC 2781869 . PMID 19805423.
- ^ Gardner, A.; Grafen, A. (abril de 2009). "Capturando al superorganismo: una teoría formal de la adaptación grupal". Journal of Evolutionary Biology . 22 (4): 659–671. doi : 10.1111/j.1420-9101.2008.01681.x . PMID 19210588. S2CID 8413751.
- ^ Santelices, B. (abril de 1999). "¿Cuántos tipos de individuos existen?". Trends in Ecology & Evolution . 14 (4): 152–155. doi :10.1016/s0169-5347(98)01519-5. PMID 10322523.
- ^ ab Lücking, Robert; Leavitt, Steven D.; Hawksworth, David L. (2021). "Especies en hongos formadores de líquenes: equilibrio entre consideraciones conceptuales y prácticas, y entre fenotipo y filogenómica". Diversidad fúngica . 109 (1): 99–154. doi : 10.1007/s13225-021-00477-7 . ISSN 1560-2745.
- ^ abcd Hine, RS (2008). Diccionario de biología (6.ª ed.). Oxford: Oxford University Press . pág. 461. ISBN 978-0-19-920462-5.
- ^ ab Kelly, Kevin (1994). Fuera de control: la nueva biología de las máquinas, los sistemas sociales y el mundo económico . Boston: Addison-Wesley . pp. 98. ISBN. 978-0-201-48340-6.
- ^ Díaz-Muñoz, Samuel L.; Boddy, Amy M.; Dantas, Gautam; Waters, Christopher M.; Bronstein, Judith L. (2016). "Organismosidad contextual: más allá del patrón y el proceso en la emergencia de organismos". Evolución . 70 (12): 2669–2677. doi :10.1111/evo.13078. ISSN 0014-3820. PMC 5132100 . PMID 27704542.
- ^ Forterre, Patrick (4 de octubre de 2012). "El concepto de virocélula y la microbiología ambiental". The ISME Journal . 7 (2): 233–236. doi :10.1038/ismej.2012.110. ISSN 1751-7362. PMC 3554396 . PMID 23038175.
- ^ Bandea, Claudiu I. (1983). "Una nueva teoría sobre el origen y la naturaleza de los virus". Journal of Theoretical Biology . 105 (4): 591–602. Bibcode :1983JThBi.105..591B. doi :10.1016/0022-5193(83)90221-7. PMID 6672474.
- ^ abc Clawson, Wesley P.; Levin, Michael (1 de enero de 2023). "Formas infinitas más hermosas 2.0: teleonomía y bioingeniería de organismos quiméricos y sintéticos". Revista biológica de la Sociedad Linneana . 138 (1): 141. doi : 10.1093/biolinnean/blac116 . ISSN 0024-4066.
- ^ Neveu, M.; Kim, HJ; Benner, SA (abril de 2013). "La hipótesis del mundo de ARN "fuerte": cincuenta años de antigüedad". Astrobiología . 13 (4): 391–403. doi :10.1089/ast.2012.0868. PMID 23551238.
- ^ Cech, TR (julio de 2012). "Los mundos del ARN en contexto". Cold Spring Harb Perspect Biol . 4 (7): a006742. doi :10.1101/cshperspect.a006742. PMC 3385955. PMID 21441585 .
- ^ Bernstein H, Byerly HC, Hopf FA, Michod RE (septiembre de 1985). "Daño genético, mutación y evolución del sexo". Science . 229 (4719): 1277–81. doi :10.1126/science.3898363. PMID 3898363.
Enlaces externos
- "El árbol de la vida". Proyecto web El árbol de la vida .
- "Indexación de las especies conocidas en el mundo". Species 2000 .Tiene como objetivo enumerar todas las especies conocidas.
