Un ser vivo u organismo es un conjunto material de organización compleja, en la que intervienen sistemas de comunicación molecular que lo relacionan internamente y con el medio ambiente en un intercambio de materia y energía de una forma ordenada, teniendo la capacidad de desempeñar las funciones básicas de la vida, que son la nutrición, la relación y la reproducción, de tal manera que los seres vivos funcionan por sí mismos sin perder su nivel estructural hasta su muerte.Kenneth H. Nealson and Pamela G. Conrad "Life: past, present and future", Philosophical Transactions of the Royal Society B, Vol. 354, No. 1392, pp. 1923-1939, DOI: 10.1098/rstb.1999.0532.
La materia que compone los seres vivos está formada en un 95 % por cuatro elementos (bioelementos), que son el carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, a partir de los cuales se forman biomoléculas:David L. Nelson y Michael M. Cox (2001) Lehninger. Principios de bioquímica, Ediciones Omega, ISBN 978-84-282-1208-3.Apuntes del Área de Biología Celular , Universidad Pablo de Olavide, Consultado el 28-01-2008.
Biomoléculas orgánicas o principios inmediatos: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Biomoléculas inorgánicas: agua, sales minerales y gases.
Estas moléculas se repiten constantemente en todos los seres vivos, por lo que el origen de la vida procede de un antecesor común, pues sería muy improbable que hayan aparecido independientemente dos seres vivos con las mismas moléculas orgánicas.Doolittle, W. Ford (February, 2000). Uprooting the tree of life. Scientific American 282 (6): 90–95.NCBI: "The Genetic Codes", Compiled by Andrzej (Anjay) Elzanowski and Jim Ostell Se han encontrado microfósiles con una antigüedad de 3770 millones de años, por lo que la vida podría haber surgido sobre la Tierra durante el Hádico. Los relojes moleculares también la estiman en el Hádico hace 4200 millones de años.Hedges, S. B., & Kumar, S. (Eds.). (2009). The timetree of life. OUP Oxford.
Todos los seres vivos están constituidos por células (véase teoría celular). En el interior de estas se realizan las secuencias de reacciones químicas, catalizadas por enzimas, necesarias para la vida.
La ciencia que estudia los seres vivos es la biología.
thumb|200px|El arrecife de coral es habitado por gran variedad de seres vivos.
Definiciones
thumb|left|260px|La reproducción es una característica básica de los seres vivos. En la parte superior de la figura se aprecia una bacteria reproduciéndose por fisión binaria.
Resulta fácil, habitualmente, decidir si algo está vivo o no. Ello se debe a que los seres vivos comparten muchos atributos. Asimismo, la vida puede definirse según estas propiedades básicas de los seres vivos, que nos permiten diferenciarlos de la materia inerte:T. Audesirk y col. (2003) Biología: La vida en la tierra, Pearson Educación, ISBN 970-26-0370-6.J.S Raiman y Ana M. González, Seres Vivos, Hipertextos de Área de Biología, Universidad Nacional del Nordeste (Website). Consultado el 21/02/2009.What is Life? Oracle ThinkQuest Educational Fundation. Consultado el 21/02/2009.N. Strobel (2007) Astronomy Notes, McGraw Hill, ISBN 0-07-723574-6.
Organización. Las unidades básicas de un organismo son las células. Un ser vivo puede estar compuesto de una sola célula (unicelular) o por muchas (pluricelular). Homeostasis. Los organismos mantienen un equilibrio interno, por ejemplo, controlan activamente su presión osmótica y la concentración de electrolitos. Relación o Irritabilidad. Es una reacción ante estímulos externos y permite a los seres vivos detectar u obtener información del medio en el que viven, tomar las decisiones acertadas y elaborar una respuesta adecuada para su supervivencia. Una respuesta puede ser de muchas formas, por ejemplo, la contracción de un organismo unicelular cuando es tocado o las reacciones complejas que implican los sentidos en los animales superiores.
Metabolismo. Los organismos o seres vivos consumen energía para convertir los nutrientes en componentes celulares (anabolismo) y liberan energía al descomponer la materia orgánica (catabolismo). Desarrollo. Los organismos aumentan de tamaño al adquirir y procesar los nutrientes. Muchas veces este proceso no se limita a la acumulación de materia sino que implica cambios mayores. Reproducción. Es la habilidad de producir copias similares de sí mismos, tanto asexualmente a partir de un único progenitor, como sexualmente a partir de al menos dos progenitores. Adaptación. Las especies evolucionan y se adaptan al ambiente.
Autopoiesis Una forma alternativa de definir a los seres vivos es mediante el concepto de autopoiesis, introducido por los doctores Humberto Maturana y Francisco Varela. La idea es definir a los sistemas vivientes por su organización más que por un conglomerado de funciones.Humberto Maturana y Francisco Varela. 1972. De Máquinas y Seres Vivos: Una teoría sobre la organización biológica. Santiago de Chile. Un sistema se define como autopoiético cuando las moléculas producidas generan la misma red que las produjo y especifican su extensión. Los seres vivos son sistemas que viven mientras conserven su organización. Todos sus cambios estructurales son para adaptarse al medio en el cual ellos existen. Para un observador externo al sistema, esta organización aparece como auto-referida. Las células son los únicos sistemas vivos primarios, es decir, aquellos capaces de mantener su autopoiesis en forma autónoma. Los organismos pluricelulares formados por células poseen características similares a las de las células, particularmente el estado estable, pero su vida les es concedida por la organización autopoiética de las células que los constituyen.
Duración de la vida
Uno de los parámetros básicos del ser vivo es su longevidad.James R. Carey (2003) Longevity: The Biology and Demography of Life Span, Princeton University Press, ISBN 978-0-691-08849-5. Algunos animales viven tan poco como un día, mientras que algunas plantas pueden vivir miles de años. El envejecimiento puede utilizarse para determinar la edad de la mayoría de los organismos, incluyendo las bacterias.
Composición química de los seres vivos
thumb|left|200px|El protista Amoeba proteus (ameba) es un organismo eucarionte que vive libre en agua dulce. Mide unos 500 µm.
Los organismos son sistemas físicos soportados por reacciones químicas complejas, organizadas de manera que promueven la reproducción y en alguna medida la sostenibilidad y la supervivencia.J. A. Tuszynski y M. Kurzynski (2003) Introduction to Molecular Biophysics, CRC Press, ISBN 978-0-8493-0039-4. Los seres vivos están integrados por moléculas inanimadas; cuando se examinan individualmente estas moléculas se observa que se ajustan a todas las leyes físicas y químicas que rigen el comportamiento de la materia inerte y las reacciones químicas son fundamentales a la hora de entender los organismos, pero es un error filosófico (reduccionismo) considerar a la biología como únicamente física o química. También juega un papel importante la interacción con los demás organismos y con el ambiente. De hecho, algunas ramas de la biología, por ejemplo la ecología, están muy alejadas de esta manera de entender a los seres vivos.
Los organismos son sistemas físicos abiertos ya que intercambian materia y energía con su entorno. Aunque son unidades individuales de vida no están aislados del medio ambiente que los rodea; para funcionar absorben y desprenden constantemente materia y energía. Los seres autótrofos producen energía útil (bajo la forma de compuestos orgánicos) a partir de la luz del sol o de compuestos inorgánicos, mientras que los heterótrofos utilizan compuestos orgánicos de su entorno.
Elementos químicos La materia viva está constituida por unos 60 elementos, casi todos los elementos estables de la Tierra, exceptuando los gases nobles. Estos elementos se llaman bioelementos o elementos biogénicos. Se pueden clasificar en dos tipos: primarios y secundarios.
Los elementos primarios son indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicos). Constituyen el 96,2 % de la materia viva. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre.
Los elementos secundarios son todos los bioelementos restantes. Existen dos tipos: los indispensables y los variables. Entre los primeros se encuentran el calcio, el sodio, el potasio, el magnesio, el cloro, el hierro, el silicio, el cobre, el manganeso, el boro, el flúor y el yodo.
thumb|200px|La bacteria Escherichia coli es un organismo procarionte presente en el intestino de los seres humanos. Mide 1-4 µm.
El elemento químico fundamental de todos los compuestos orgánicos es el carbono. Las características físicas de este elemento tales como su gran afinidad de enlace con otros átomos pequeños, incluyendo otros átomos de carbono, y su pequeño tamaño le permiten formar enlaces múltiples y lo hacen ideal como base de la vida orgánica. Es capaz de formar compuestos pequeños que contienen pocos átomos (por ejemplo el dióxido de carbono) así como grandes cadenas de muchos miles de átomos denominadas macromoléculas; los enlaces entre átomos de carbono son suficientemente fuertes para que las macromoléculas sean estables y suficientemente débiles como para ser rotos durante el catabolismo; las macromoléculas a base de silicio (siliconas) son virtualmente indestructibles en condiciones normales, lo que las descartan como componentes de un ser vivo con metabolismo.
Macromoléculas
Los compuestos orgánicos presentes en la materia viva muestran una enorme variedad y la mayor parte de ellos son extraordinariamente complejos. A pesar de ello, las macromoléculas biológicas están constituidas a partir de un pequeño número de pequeñas moléculas fundamentales (monómeros), que son idénticas en todas las especies de seres vivos. Todas las proteínas están constituidas solamente por 20 aminoácidos distintos y todos los ácidos nucleicos por cuatro nucleótidos. Se ha calculado que, aproximadamente un 90 % de toda la materia viva, que contiene muchos millones de compuestos diferentes, está compuesta, en realidad por unas 40 moléculas orgánicas pequeñas.
Por ejemplo, aún en las células más pequeñas y sencillas, como la bacteria Escherichia coli, hay unos 5000 compuestos orgánicos diferentes, entre ellos, unas 3000 clases diferentes de proteínas y se calcula que en el cuerpo humano puede haber hasta 5 millones de proteínas distintas; además ninguna de las moléculas proteicas de E. coli es idéntica a alguna de las proteínas humanas, aunque varias actúen del mismo modo.Lehninger, A. L. 1976. Curso breve de bioquímica. Omega, Barcelona. ISBN 84-282-0445-4
La mayor parte de las macromoléculas biológicas que componen los organismos pueden clasificarse en uno de los siguientes cuatro grupos: ácidos nucleicos, proteínas, lípidos y glúcidos.
thumb|left|Doble hélice de ADN. thumb|Una proteína (hemoglobina). thumb|Fosfolípidos organizados en liposoma, micela y bicapa lipídica. thumb|Un glúcido (glucosa).
Ácidos nucleicos Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) son macromoléculas formadas por secuencias de nucleótidos que los seres vivos utilizan para almacenar información. Dentro del ácido nucleico, un codón es una secuencia particular de tres nucleótidos que codifica un aminoácido particular, mientras que una secuencia de aminoácidos forma una proteína.
Proteínas Las proteínas son macromoléculas formadas por secuencias de aminoácidos que debido a sus características químicas se pliegan de una manera específica y así realizan una función particular. Se distinguen las siguientes funciones de las proteínas:
Enzimas, que catalizan las reacciones metabólicas. Proteínas estructurales, por ejemplo, la tubulina y el colágeno. Proteínas reguladoras, por ejemplo, la insulina, la hormona del crecimiento y los factores de transcripción que regulan el ciclo de la célula.