Cei familiari cu ştiinţa modernă, cum sperăm că sunt cititorii acestui articol, ştiu că materia inertă, precum şi materia "animată", fiinţele, sunt guvernate de legi complexe, care definesc modul în care componentele fundamentale ale universului interacţionează unele cu altele. Deşi planeta Terra, de exemplu, nu este, în sine, vie, comportamentul acesteia în spaţiu este descris de legile naturii, nu în totalitate înţelese (problema gravitaţiei, problema naturii ultime a materiei etc.). Un electron, deşi ne-viu, "ştie" să identifice proximitatea unui alt electron, pe baza unei interacţiuni complexe. Dar ce diferențiază materia vie de materia inertă? Ce diferențiază viul de ne-viu?

Deşi discuţia privind definiţia corectă a "viului" continuă printre biologi, este în genere acceptat că viul este definit de următoarele 5 caracteristici fundamentale.

1. Organismele au la bază celulae
Un organism reprezintă o formă de viaţă formată dintr-una ori mai multe celule. Celula este, aşadar, la baza vieţii. În esenţă, celula este un mecanism ce se autoreglează, ce permite trecerea controlată a unor molecule şi ioni. Celulele au fost identificate în 1665 de englezul Robert Hooke, care a construit un microscop cu puterea de mărire de doar 30X şi care a putut observat cu acest dispozitiv celulele din plută.

Toate organismele sunt formate din celule. Cele mai mici forme de viaţă sunt bacteriile, organisme unicelulare, care au dimensiuni de 200 nanometri. Trebuie aliniate 5.000 de bacterii pentru a atinge lungimea de 1 mm.

Cum apar celulele? La mijlocul secolului al XIX-lea mulţi biologi credeau că acestea apar spontan, în anumite condiţii. Astăzi teoria pare naivă, desigur, dar trebuie menţionat că una din teoriile privind apariţia vieţii, probabil cea mai importantă, susţine că, în anumite condiţii, materia se organizează în aşa fel încât dă naştere unei forme primitive de viaţă (nu de complexitatea celulei). Astăzi, în genere, se apreciază că viaţa a apărut printr-un proces numit "evoluţie chimică".

La 1858 cercetătorul german Rudolph Virchow propune teoria conform căreia celulele apar din celule deja existente. Cel care lămureşte misterul este omul de ştiinţă Louis Pasteur (da, cel de la care se trage termenul "lapte pasteurizat"), care a efectuat un experiment simplu, cu două vase în care a sterilizat apa, prin fierbere, pentru a lăsa apoi unul deschis (deci în contact cu aerul), iar unul sigilat cu lichid (vasul avea un gât lung, încovoiat, care permitea menţinerea unui lichid de sigilare la capătul gâtului). Doar vasul deschis a prezentat viaţă după o vreme, arătând că aceasta nu apare spontan oriunde.

2. Replicarea
Cele mai multe celule sunt capabile să se reproducă prin divizare, creând o copie a celulei existente. În cazul omului totul începe cu celula originală (un ovul fertilizat) rezultată din fuziunea unui spermatozoid şi a unui ovul. Visul oricărei celule este să se dividă.

3. Evoluţia
În 1858 Charles Darwin scrie o lucrare scurtă, dezvoltată apoi într-o carte, Despre evoluţia speciilor, care revoluţionează biologia. Teoria avansată de Darwin (dar şi de alt cercetător englez, Wallace) vine cu două afirmaţii importante privind lumea vie: a) speciile au toate un strămoş comun; b) caracteristicile unei specii pot fi modificate de la generaţie la generaţie. Evoluţia este, aşadar, o schimbare a caracteristicilor unei populaţii în timp.

Şi alţi cercetători, înainte de Darwin, ajunsese la aceste concluzii privind relaţia dintre specii. Darwin şi Wallace propun însă un proces privind evoluţia, numit "selecţie naturală". Selecţia naturală apare atunci când sunt îndeplinite două condiţii: a) indivizii unei populaţii au diverse caracteristici care sunt transmisibile către urmaşii lor; b) anumite versiuni ale acestor caracteristici îi ajută pe indivizii unei populaţii să aibă şanse mai bune de supravieţuire şi de reproducere.  Selecţia naturală acţionează la nivel individual, dar efectele sunt până la urmă vizibile la nivelul populaţiilor. Au fost documentate cazuri în natură în care selecţia naturală a dus la separarea unei populaţii de specia din care făcea parte, fenomen numit "speciaţie".

4. Procesarea informaţiei
În 1902 Walter Sutton şi Theodor Boveri propune teoria cromozomială a eredității. Abia la jumătatea secolului însă biologii au identificat natura moleculară a materialului genetic. Un cromozom este format dintr-o moleculă de acid deoxiribonucleic, ADN, care reprezintă materialul ereditar. James Watson şi Francis Crick au avansat ideea că ADN-ul are o formă dublu helicoidală, iar Rosalind Franklin a furnizat dovezi de laborator privind acest model. Genele reprezintă o anume secvenţă de ADN care un cod pentru diverse activităţi în interiorul celulei.

ADN-ul, aşadar, codifică informaţia necesară pentru ca un organism să se dezvolte şi să se reproducă. Dar cum este informaţia transmisă de la nivelul ADN-ului? ADN-ul este folosit ca o matriţă pentru producerea unei molecule numite acid ribonucleic, ARN, în cadrul unui proces numit transcripție. ARN-ul, la rândul său, ajută la sintetizarea proteinelor, în cadrul unui proces numit translaţie. Pentru detalii privind aceste procese intracelulare citiţi articolul nostru "Cum funcţionează celula?" (video inclus).

Proteinele sunt componente fundamentale în funcţionarea celulei, şi deci a vieţii.  Copierea ADN-ului, în cadrul transcripţiei, este un proces precis, dar mai apar şi erori. Ce se întâmplă când apare o eroare? Diferenţele în ce priveşte ADN-ul se traduc în diferenţe la nivelul proteinelor, care, finalmente se regăsesc în diferenţe la nivelul caracteristicilor organismului. Aceste diferenţe de multe ori au un impact asupra nivelului de adaptare al organismului, asigurând avantaje sau dezavantaje.

5. Consumul de energie
Organismele au două nevoi fundamentale privind nutriţia: obţinerea de energie sub forma unei molecule denumită adenozină trifosfat, ATP, şi asigurarea de molecule care pot fi folosite ca şi componente pentru sinteza ADN-ului, ARN-ului, proteinelor, membranei celulare etc. Modalitatea în care organismele obţin energie necesară vieţii depinde de tipul de vieţuitoare.

Aşadar, viul este caracterizat de existenţa unei celule, de posibilitatea de a se replica, de evoluţie, de capacitatea de a procesa informaţie şi de consumul de energie.



Sursă: Biological Science, ediţia a 6-a, Editura Pearson