Definición de vida

La definición precisa de vida es un aspecto controvertido, y se han propuesto diversas soluciones. La biología define y estudia la vida tal como la conocemos, pero la abiogénesis y la astrobiología buscan definiciones más amplias y abarcadoras. La abiogénesis es el proceso por el cual la vida se desarrolla a partir de materiales inorgánicos, por lo que una definición busca establecer la frontera entre la materia inorgánica y las primeras formas de vida. La astrobiología busca vida extraterrestre , que podría diferir de la vida en la Tierra.

La vida no tiene una definición simple, porque la vida en la Tierra tiene una enorme diversidad, que abarca desde microorganismos microscópicos hasta plantas y árboles gigantes, y en todo tipo de hábitats. Una forma común de definir la vida es mediante una serie de características que deberían ser comunes a todas las formas de vida. Sin embargo, esas características no son universales, y existen excepciones y posibles falsos positivos en todas ellas. Las principales incluyen: ^{[ 1 ]}

• Orden: Los elementos que componen la vida no se distribuyen al azar. Existe una organización biológica en todos los niveles de la vida, desde la célula microscópica hasta el organismo completo e incluso en grupos de varios organismos. Sin embargo, el orden es una condición necesaria pero no suficiente para la vida, ya que otras estructuras, como las rocas cristalinas, también son capaces de exhibir orden. A nivel atómico, los átomos y las moléculas tienen orden, pero no se consideran seres vivos, sino simplemente los componentes básicos de la vida. ^{[ 1 ]}
• Reproducción : Los organismos vivos son capaces de reproducirse, un proceso mediante el cual un organismo individual puede crear un organismo nuevo e independiente, casi idéntico al original. Las células se reproducen por división; los organismos más grandes pueden utilizar procesos más complejos, como la reproducción sexual . Los híbridos, como las mulas , y los individuos incapaces de reproducirse debido a la infertilidad u otras enfermedades no se consideran excepciones, ya que nacieron de la reproducción de otros individuos. Es probable que la reproducción sea una característica universal de la vida, puesto que permite que esta persista a pesar de la muerte final de los individuos. ^{[ 1 ]}
• Crecimiento: Todos los organismos vivos crecen y se desarrollan durante parte o la totalidad de su ciclo vital. Esto sigue patrones determinados, al menos en parte, por la herencia. Sin embargo, el crecimiento por sí solo no basta para definir la vida, ya que el fuego puede crecer pero no está vivo. ^{[ 1 ]}
• Homeostasis : Todas las formas de vida terrestres utilizan energía para su funcionamiento interno, y es improbable que cualquier posible vida extraterrestre sea diferente en este aspecto. Desde un punto de vista físico, una forma de vida es un sistema termodinámico , y la segunda ley de la termodinámica implica que, si se la deja sola, perderá gradualmente su energía interna, lo que provocará un mayor desorden en sus componentes y, en consecuencia, su muerte biológica. Para evitarlo, la forma de vida requiere una fuente frecuente de energía. Generalmente se trata de alimentos , materia que la biología interna de la forma de vida transforma en energía utilizable, de acuerdo con la primera ley de la termodinámica . A su vez, el entorno necesita una fuente externa de energía (como la luz solar o el calor interno del planeta) para que las formas de vida no agoten la energía libre. Es improbable que la vida pueda existir a largo plazo sin dicha fuente de energía. ^{[ 1 ]}
• Interacción con el medio ambiente: Todas las formas de vida reaccionan de alguna manera a ciertos estímulos y cambios en el entorno. Las plantas pueden crecer en dirección a la luz solar como resultado del fototropismo para facilitar la fotosíntesis , y los animales pueden abandonar zonas frías para ir a zonas más cálidas y mantener su temperatura corporal dentro de niveles aceptables. ^{[ 1 ]}
• Evolución : Los organismos vivos interactúan con su entorno y con otros organismos, tanto de su misma especie como de otras. La evolución es un proceso que hace que los nuevos organismos, generados por reproducción, estén mejor adaptados a esas interacciones. ^{[ 1 ]}

Las definiciones triviales de vida, como las que se usan en diccionarios y divulgación científica , se basan en varios aspectos que deberían darse en ella, como la homeostasis , el crecimiento , la reproducción y la muerte . La biología , sin embargo, proporciona una respuesta más fiable: todas las formas de vida en la Tierra están compuestas de células (tanto unicelulares como multicelulares ), y la reproducción replica la información de un ancestro en su descendencia mediante la acción del ADN y el ARN . Todas las formas de vida en la Tierra tienen esto en común, y nada que no viva, vive. Es, por lo tanto, una definición práctica para la mayoría de las ciencias. Sin embargo, es una definición incompleta para la abiogénesis , la ciencia que estudia el origen de la vida. La Tierra comenzó completamente sin vida, y mediante una química aún desconocida, los materiales inorgánicos se combinaron y crearon la vida. Pero la vida tal como la conocemos es demasiado compleja para aparecer abruptamente; el proceso debió haber tenido etapas, y necesitaríamos una mejor definición de vida para decidir cuáles de esas etapas pueden considerarse formas de vida, aunque sean más primitivas. En cuanto a la astrobiología , todas las formas de vida que conocemos provienen de un solo planeta. La vida en otros planetas podría haberse desarrollado de otras maneras, y necesitaríamos una definición más amplia que abarcara también esas formas de vida divergentes. ^{[ 2 ]}

Un problema al definir la vida por una serie de características es que puede generar falsos positivos. Las listas largas y detalladas dejan fuera posibles formas de vida, y las listas cortas pueden incluir cosas que no se pretendía que se consideraran vivas. ^{[ 2 ]} Por ejemplo, los cristales pueden crecer y tender al equilibrio, de forma similar a la homeostasis, pero no están vivos. ^{[ 3 ]} Por otro lado, muchos organismos como Physarum polycephalum y los tardígrados entran en etapas de latencia donde su metabolismo se detiene como resultado de la criptobiosis , pero siguen vivos. ^{[ 4 ]} Robert Saphiro y Gerald Feinberg propusieron que la vida es la actividad de una biosfera , definiendo la biosfera como "un sistema altamente ordenado de materia y energía caracterizado por ciclos complejos que mantienen o aumentan gradualmente el orden del sistema a través del intercambio de energía con el entorno"; una definición que puede ser demasiado amplia. ^{[ 2 ]} Hay cuatro formas posibles de organizar una definición. La primera es que hay una serie de características y todas ellas deben aplicarse para que algo esté vivo; Si algo posee solo algunas características pero no otras, entonces no existe. Este es el método utilizado por los medios de divulgación. El segundo es que existe una única condición necesaria y suficiente que puede definir la presencia o ausencia de vida. El tercero es que existen varias condiciones necesarias y suficientes que definen la vida; este es el método utilizado en la ciencia. Y finalmente, puede haber varios tipos de vida sin una característica común entre todos ellos. ^{[ 2 ]}

La Dra. Carol Cleland , miembro del Instituto de Astrobiología de la NASA , considera que el problema radica en la imprecisión del lenguaje hablado y que la ciencia no necesita una definición de vida, sino una teoría general de los sistemas vivos. Compara los problemas para definir la vida con los problemas para definir las sustancias en la Edad Media, antes del descubrimiento de las moléculas, y señala que el ácido nítrico se consideraba entonces un tipo de agua porque compartía algunas propiedades superficiales. Sin embargo, no se puede formular una teoría general hasta que se encuentre y estudie una muestra de vida extraterrestre . ^{[ 3 ]} En este momento, no hay suficientes datos para formular dicha teoría, ya que se desconoce si la vida es abundante en el universo o solo una rareza exclusiva de la Tierra. ^{[ 5 ]}

La vida en la Tierra se basa en el carbono y utiliza el agua como disolvente . A menudo se asume que la vida en otros planetas puede tener una composición similar, sin tener en cuenta hipotéticos tipos de bioquímica . El científico Carl Sagan lo definió como " chovinismo del carbono ". Sin embargo, dado que esas formas de vida son solo teóricas, se desconocen los detalles de su metabolismo y sería complejo definir qué buscar al investigarlas. No obstante, aunque se acepta que la vida puede estar compuesta de sustancias distintas al carbono y al agua, sus propiedades aún las hacen más adecuadas para ello. ^{[ 2 ]}

La NASA define la vida como una "reacción química autosostenible capaz de evolución darwiniana". ^{[ 6 ]} La adaptación funciona con la selección natural, pero no está claro si los seres humanos todavía están sujetos a ella. En la naturaleza, las criaturas no aptas no se reproducirían y no transmitirían sus genes a seres posteriores, asegurando que solo los mejores individuos lo hicieran, pero los seres humanos son capaces de compasión y de practicar la medicina, lo que puede anular el proceso. ^{[ 7 ]} Y es difícil probar a un ser y detectar si es capaz de evolucionar, ya que la evolución tiene lugar en la especie a lo largo del tiempo y no en individuos específicos. ^{[ 2 ]} Tampoco está claro si la evolución darwiniana es una característica de toda la vida, o solo una característica de la vida en la Tierra. ^{[ 6 ]} Sin embargo, no se ha formulado ninguna alternativa creíble a ella. ^{[ 8 ]} La evolución también puede encontrar falsos positivos, como virus informáticos codificados con algoritmos evolutivos . ^{[ 8 ]} La evolución tampoco explica el origen de la vida, que se entiende como el resultado de la abiogénesis , una evolución química en lugar de una biológica. Todavía no está claro si sería posible reconocer el primer organismo capaz de evolucionar: algunos científicos piensan que tuvo que haber un primer organismo vivo claramente definido, y otros que sería un proceso lento con varias etapas. ^{[ 8 ]}

• Aguilera Mochón, Juan Antonio (2016). La vida no terrestre: ¿estamos solos en el universo? [ Vida no terrestre: ¿estamos solos en el universo? ] (en español). España: RBA. ISBN 978-84-473-8665-9.
• Bennett, Jeffrey (2017). La vida en el universo . Estados Unidos: Pearson . págs. 3–4 . ISBN  978-0-13-408908-9.
• Cleland, Carol (2019). La búsqueda de una teoría universal de la vida . Cambridge University Press . ISBN 978-0-521-87324-6.