Principios Unificadores en la Biología Armando Valdés Velásquez, Ph.D. Sección de Ciencias Ambientales / UPCH Unidad de Biología de la Conservación / FCH

Los organismos vivos

Que es vida? Ciertas características de los organismos vivos también se deben encontrar en todos los reinos Empezar por las características generales de la vida y luego avanzar hacia las de los organismos derivados

Que es vida? Buscamos propiedades fijas que se mantengan a lo largo de la historia de la vida Sin embargo propiedades actuales no son necesariamente las mismas que para el origen => EVOLUCION Cambio Surgen nuevas propiedades! No predecibles!

Disyuntiva Propiedades muy cercanas al origen probablemente sean compartidas con formas no vivas -> replicación Usar solo propiedades que aparecen y caracterizan formas avanzadas probablemente elimine las primeras formas de vida

Que es vida? Debe contener en la definición la historia común de la vida sobre la tierra Descendencia evolutiva común Propiedades tan importantes para el mantenimiento y el funcionamiento de los organismos vivos que persistan a lo largo del árbol de la vida.

Propiedades generales de los sistemas vivos Singularidad química Complejidad y organización jerárquica Heredabilidad y variabilidad (reproducción) Programa genético Metabolismo Desarrollo Interacción con el entorno

Singularidad química Macromoléculas: ácidos nucleicos, proteínas, carbohidratos y lípidos Siguen las leyes químicas, tienen las mismos componentes y uniones que el resto de la materia --> Estructura organizacional compleja lo que las hace únicas --> estructuras tridimensionales

Amino ácidos Limitados en número Variabilidad alta por estructura tridimensional --> ordenamiento de amino ácidos Unidad bioquímica Potencial de diversidad

Complejidad y organización jerárquica Macromoléculas - células - organismos - poblaciones - especies Complejidad y organización dentro de cada uno de estos niveles Replicación de moléculas y componentes sub-celulares sólo dentro de la célula, no en forma independiente --> células: unidades básicas de los organismos vivos! Propiedades de un nivel cualquiera no pueden ser predichas desde el conocimiento del nivel componente!

Propiedades Emergentes Por nivel organizacional

La diversidad de propiedades emergentes en todos los niveles de la jerarquía biológica contribuye enormemente a la dificultad de darle a la VIDA una simple descripción o definición

Heredabilidad y Variabilidad (reproducción) La vida no aparece espontáneamente, procede de otra vida (biogénesis) a partir del proceso de reproducción Genes se replican para producir nuevos genes / células se dividen / organismos se reproducen (sexual o asexualmente) / poblaciones se fragmentan / especies se especian La reproducción puede o no ocurrir, pero es inherente como característica esperada de todos estos niveles

Heredabilidad y Variabilidad (reproducción) Heredabilidad: la transmisión fiel de las características de los padres a la progenie (organismo) Variabilidad: la producción de diferencias entre las características de diferentes individuos

Para pensar Si la heredabilidad fuera perfecta, los sistemas vivos no cambiarían nunca Si la variabilidad no fuera controlada por la heredabilidad, los sistemas biológicos carecerían de la estabilidad suficiente para persistir en el tiempo

Programa genético Información para funcionamiento y desarrollo en los ácidos nucleicos (ADN, ARN) Código genético: correspondencia entre la secuencia de pares de base del ADN y la secuencia de amino ácidos en las proteínas Código genético es universal (bacteria, núcleo animal y vegetal) --> evidencia de un único origen de vida

Metabolismo Nutrientes se rompen para obtener la energía química y los componentes moleculares para la construcción y el mantenimiento de los sistemas vivos Metabolismo: digestión, respiración (producción de energía), y síntesis de moléculas y estructuras Catabólica (destructiva) y Anabólica (constructiva) Síntesis de macromoléculas y rompimiento de enlaces para la recuperación de la energía almacenada en ellos

Desarrollo Los cambios característicos que un organismo sobrelleva desde su origen (fertilización de un huevo por esperma) hasta su forma final adulta Conlleva cambios en tamaño y forma y la diferenciación de estructuras dentro del organismo En animales las etapas tempranas de desarrollo son más similares entre especies relacionadas que las etapas tardías

Interacción con el entorno Factores que afectan la distribución geográfica y la abundancia de los organismos Los organismos perciben estímulos del entorno y responden en formas apropiadas adecuando su metabolismo y fisiología --> irritabilidad No es posible aislar la historia evolutiva de un linaje de organismos del entorno en el cual ocurrió!

Importante La VIDA obedece las leyes físicas Todos los seres vivos operan y evolucionan dentro de los límites de las leyes básicas de la física y la química Primera ley de termodinámica: la energía no se crea ni se destruye, se transforma Segunda ley de termodinámica: los sistemas físicos tienden hacia un estado de mayor desorden o entropía --> calor disipado

Gracias!