Organismo

Biologian, organismoa sistema biziduna da: (animalia, landarea, onddoa edo mikroorganismoa). Organismo guztiak gai dira estimuluei erantzuteko, ugaltzeko, hazteko, garapen biologikoa izateko eta homeostasiari eusteko. Organismoak zelulabakarrak edo zelulaniztunak izan daitezke, eta, azken horietan, zelulak taldeka espezializatuta egon daitezke ehunak eta organoak osatuz.

Organismo hitzaren jatorria greziera da: ὀργανισμός - organismos, Antzinako Greziako ὄργανον - organon (tresna, lanabesa) hitzetik datorrena.

Zelula motaren arabera, organismoak bi talde handitan sailkatzen dira: prokariotoak eta eukariotoak. Prokariotoak bi domeinutan bereizten dira: Bacteria eta Archaea. Hirugarren domeinua osatzen duten organismo eukariotoak garatuagoak dira, eta bizitzaren forma aurreratuenak biltzen ditu.

Berriki klado berri bat proposatu da, Neomura deiturikoa, Archaea eta Eukarya multzo berean sartzeko.

Zenbait zientzialarik ez dituzte birusak organismotzat hartzen, ezin baitute berez ugaldu edo metabolismoa eduki. Hala ere, definizio hori zalantzazkoa da, zenbait bizkarroik eta endosinbiontek ere ez baitute bizitza independenterik. Birusak osatzen dituzten molekulak organikoak diren arren, ezin dute ugaldu zelula ostalari batetik kanpo, eta bere prozesu metabolikoek ostalari bat behar dute. Hala ere, organismotzat hartzen ez badira ere, gene propioak dauzkate, eta eboluzionatu egiten dute, gainerako bizitzak eboluzionatzen duen moduan.

Izaki bizidunen materiaren % 95 lau elementuk osatzen dute (bioelementuak): karbono, hidrogeno, oxigeno eta nitrogeno, eta, horietatik abiatuta, biomolekulak sortzen dira^[1][2]:​

• Biomolekula organikoak edo berehalako printzipioak: gluzidoak, lipidoak, proteinak eta azido nukleikoak.
• Biomolekula inorganikoak: ura, gatz mineralak eta gasak.

Molekula horiek etengabe errepikatzen dira izaki bizidun guztietan; beraz, bizitzaren jatorria aurrekari komun batetik dator, oso zaila baita molekula organiko berberak dituzten bi izaki bizidun bereizirik agertzea^[3][4]. 3770-4280 milioi urteko antzinatasuna duten mikrofosilak aurkitu dira; beraz, bizitza hadearrean sor zitekeen Lurrean^[5].​ Erloju molekularrek ere hadearrean balioesten dute^[6].​​

Izaki bizidun guztiak zelulez osatuta daude (ikus teoria zelularra). Horien barruan, bizitzarako beharrezkoak diren erreakzio kimikoen sekuentziak egiten dira, entzimen bidez katalizatuak.

Izaki bizidunak aztertzen dituen zientzia biologia da. [[Fitxategi:Elephant-ear-sponge.jpg|thumb|200px|[[koralezko uharrian]] izaki bizidun ugari bizi dira.]]

Erraza da, normalean, zerbait bizirik dagoen ala ez erabakitzea, izan ere, izaki bizidunek ezaugarri asko partekatzen baitituzte. Era berean, izaki bizidunen oinarrizko ezaugarri horien arabera xedatu daiteke bizitza, horiek materia bizigabetik bereizten laguntzen baitigute^{[7][8][9][10]}:

• Antolamendua. Organismo baten oinarrizko unitateak zelulak dira. Izaki biziduna zelula bakar batez (zelulabakarra) edo zelula askoz (zelulaniztuna) osatuta egon daiteke.
• Homeostasia. Organismoek barne-oreka mantentzen dute; adibidez, presio osmotikoa eta elektrolitoen kontzentrazioa aktiboki kontrolatzen dituzte.
• Erlazio edo suminkortasuna. Kanpoko estimuluen aurreko erreakzio bat da, eta, izaki bizidunei, aukera ematen die bizi diren inguruneari buruzko informazioa atzeman edo eskuratzeko, erabaki egokiak hartzeko eta bizirauteko erantzun egokia prestatzeko^[11].​ Erantzun bat modu askotakoa izan daiteke: organismo zelulabakar bat ukitzean, uzkurtzea, edo, goi mailako animalietan, zentzumenek eragiten dituzten erreakzio konplexuak, adibidez.
• Metabolismoa. Organismoek edo izaki bizidunek energia kontsumitzen dute elikagaiak zelula-osagai bihurtzeko (anabolismoa), eta energia askatzen dute materia organikoa deskonposatzean (katabolismoa).
• Garapena. Organismoak tamainaz handitzen dira mantenugaiak eskuratu eta prozesatzean. Askotan, prozesu hori ez da materia metatzera mugatzen, aldaketa handiagoak eragiten baititu.
• Ugalketa. Bere buruaren antzeko kopiak egiteko gaitasuna da, bai asexualki guraso bakarretik abiatuta, bai sexualki, gutxienez bi gurasotatik abiatuta.
• Egokitzapena. Espezieak, eboluzionatu, eta ingurunera egokitzen dira.

Izaki bizidunak definitzeko beste modu bat da Humberto Maturana eta Francisco Varela doktoreek egindako autopoiesi kontzeptua. Ideia da, funtzio-multzo baten bidez baino, beren antolaketaren bidez bizi diren sistemak definitzea^[12].​ Sistema bat autopoietiko gisa definitzen da sortutako molekulek sortu zituen sare bera sortzen dutenean eta haren hedadura zehazten dutenean. Izaki bizidunak beren antolamendua gordetzen duten bitartean bizi diren sistemak dira. Beren egiturazko aldaketa guztiak beren ingurunera egokitzeko dira. Sistematik kanpoko behatzaile batentzat, antolaketa hori bere buruari egokituta agertzen da. Zelulak dira sistema bizidun primario bakarrak, hau da, beren autopoiesiari modu autonomoan eusteko gai direnak. Zelulez osatutako organismo zelulaniztunek zelulen antzeko ezaugarriak dituzte, bereziki egoera egonkorra, baina zelulak osatzen dituzten zelulen antolaketa autopoietikoak ematen die bizitza.

Izaki bizidunaren oinarrizko parametroetako bat haren bizitza-luzera da^[13].​ Animalia batzuk egun bat baino gutxiago bizi dira, eta landare batzuk milaka urte bizi daitezke. Organismo gehienen adina zehazteko, zahartzea erabil daiteke, bakterioak barne.

Organismoak erreakzio kimiko konplexuek eutsitako sistema fisikoak dira, ugalketa eta, neurri batean, jasangarritasuna eta biziraupena sustatzeko moduan antolatuak^[14].​ Molekula bizigabeek osatzen dituzte izaki bizidunak; molekula horiek banan-banan aztertzen direnean ikusten da materia bizigabearen portaera arautzen duten lege fisiko eta kimiko guztiak betetzen dituztela eta erreakzio kimikoak funtsezkoak direla organismoak ulertzeko orduan, baina akats filosofiko bat da (erredukzionismoa) biologia fisika edo kimikatzat soilik hartzea. Beste organismoekiko eta ingurunearekiko elkarreraginak ere garrantzi handia du. Hain zuzen, biologiaren adar batzuk (adibidez, ekologia) oso urrun daude izaki bizidunak ulertzeko modu horretatik.

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.​ 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.

Organismoak sistema fisiko irekiak dira, materia eta energia trukatzen baitituzte ingurunearekin. Banakako bizi-unitateak diren arren, ez daude inguruko ingurunetik isolatuta; funtzionatzeko, etengabe materia eta energia xurgatzen eta askatzen dute. Izaki autotrofoek energia erabilgarria sortzen dute (konposatu organiko gisa) eguzkiaren argitik edo konposatu inorganikoetatik abiatuta; heterotrofoek, berriz, beren inguruko konposatu organikoak erabiltzen dituzte.

Materia bizia 60 bat elementuk osatzen dute, ia Lurreko elementu egonkor guztiek, gas nobleak izan ezik. Elementu horiei, bioelementu edo elementu biogeniko deritze. Bi motatan sailka daitezke: lehen mailakoak eta bigarren mailakoak.

• Elementu primarioak ezinbestekoak dira biomolekula organikoak eratzeko (gluzidoak, lipidoak, proteinak eta azido nukleikoak). Materia biziaren % 96,2 dira. Hauek osatzen dute: Karbonoa, hidrogenoa, oxigenoa, nitrogenoa, fosforoa eta sufrea.
• Bigarren mailako elementuak gainerako bioelementu guztiak dira. Bi mota daude: ezinbestekoak eta aldakorrak. Lehenak dira: kaltzioa, sodioa, potasioa, magnesioa, kloroa, burdina, silizioa, kobrea, manganesoa, boroa, fluorra eta iodoa.

Konposatu organiko guztien funtsezko elementu kimikoa karbonoa da. Elementu horren ezaugarri fisikoek, hala nola beste atomo txiki batzuekiko lotura-afinitate handiak (beste karbono-atomo batzuk barne) eta tamaina txikiak, lotura anizkoitzak eratzea ahalbidetzen diote, eta ideala bihurtzen dute bizitza organikoaren oinarri gisa. Atomo gutxi (karbono dioxidoa, adibidez) eta makromolekula izeneko milaka atomoren kate handiak dituzten konposatu txikiak era ditzake; karbono-atomoen arteko loturak nahiko sendoak dira makromolekulak egonkorrak eta katabolismoan hausteko adina ahulak izan daitezen; siliziozko makromolekulak (silikonak) birtualki suntsiezinak dira baldintza normaletan; beraz, baztertu egiten dira metabolismoa duen izaki bizidun baten osagai gisa.

Materia bizian dauden konposatu organikoek aniztasun handia dute, eta konposatu gehienak oso konplexuak dira. Hala ere, makromolekula biologikoak oinarrizko molekula txiki batzuetatik (monomeroak) abiatuta eratzen dira, berdinak direnak izaki bizidunen espezie guztietan. Proteina guztiek 20 aminoazido baino ez dituzte, eta azido nukleiko guztiek, berriz, lau nukleotido. Materia bizi guztiaren % 90 inguru, milioika konposatu desberdin dituena, 40 molekula organiko txikiz osatuta dagoela kalkulatzen da^[15].

Adibidez, zelula txiki eta sinpleenetan, hala nola Escherichia coli bakterioan, 5.000 konposatu organiko inguru daude (besteak beste, 3.000 proteina mota), eta, giza gorputzean, 5 milioi proteina egon daitezkeela kalkulatzen da; gainera, E. coliren molekula proteiko bakar bat ere ez da giza proteina baten berdin-berdina, nahiz eta batzuek modu berean jokatu^[15].

Organismoak osatzen dituzten makromolekula biologiko gehienak lau talde hauetako batean sailka daitezke: azido nukleikoak, proteinak, lipidoak eta gluzidoak.

Azido nukleikoak (DNA eta RNA) izaki bizidunek informazioa gordetzeko erabiltzen dituzten nukleotido-sekuentziek osatutako makromolekulak dira. Azido nukleikoaren barruan, kodoia, izan ere, aminoazido partikular bat kodetzen duen hiru nukleotidoren sekuentzia berezi bat da; aminoazido-sekuentzia batek, berriz, proteina bat eratzen du.

Proteinak aminoazido-sekuentziez osatutako makromolekulak dira. Ezaugarri kimikoak direla eta, modu jakin batean tolesten dira, eta, hala, funtzio berezi bat betetzen dute. Proteinen funtzio hauek bereizten dira:

• Erreakzio metabolikoak katalizatzen dituzten entzimak.
• Egitura-proteinak, adibidez, tubulina eta kolagenoa.
• Proteina erregulatzaileak, adibidez, intsulina, hazkundearen hormona eta zelularen zikloa erregulatzen duten transkripzio-faktoreak.
• Seinaleztatze-proteinak eta horien hartzaileak, hala nola hormona batzuk.
• Defentsa-proteinak, adibidez, immunitate-sistemaren antigorputzak eta toxinak. Batzuetan, toxinek ezohiko aminoazidoak izaten dituzte, hala nola kanabanina.

Lipidoek mintz plasmatikoa osatzen dute. Mintz horrek zelularen barrualdea mugatzen du, eta substantziak libreki sartzea eta ateratzea eragozten du. Zelula anitzeko organismo batzuetan, energia metatzeko eta zelulen arteko komunikazioan bitartekari-lanak egiteko ere erabiltzen dira.

Gluzidoak (edo karbohidratoak) zelula guztien oinarrizko erregaia dira; glukosa ibilbide metaboliko zaharrenetako baten hasieran dago, glukolisin. Organismo batzuetan ere, energia metatzen dute (almidoia, glukogenoa), eta lipidoak baino errazago hausten dira; egitura eskeletiko iraunkorrak eratzen dituzte, hala nola zelulosa (landareen zelula horma) edo kitina (onddoen zelula horma; artropodoen kutikula).

Izaki bizidun guztiak zelula izeneko unitatez osatuta daude; batzuk zelula bakar batez osatuak daude (zelulabakarrak), eta beste batzuek, berriz, zelula asko dituzte (zelulaniztunak). Zelula anitzeko organismoek beren zelulak espezializa ditzakete funtzio espezifikoak egiteko. Hala, zelula horien talde batek ehun bat osatzen du. Animaliengan, oinarrizko lau ehun motak hauek dira: epitelioa, nerbio-ehuna, muskulua eta ehun konektiboa. Landareetan, berriz, oinarrizko hiru ehun mota bereiz daitezke: oinarrizkoa, epidermikoa eta baskularra. Funtzio jakin bat betetzeko (adibidez, bihotzaren odolaren ponpatzea edo azala ingurunearekiko hesi gisa), zenbait ehun-mota elkarrekin aritzen dira organo bakar baten forman. Patroi horrek maila altuagoan jarraitzen du hainbat organorekin, eta ugalketa, digestioa eta abar ahalbidetzen dituen sistema organiko gisa funtzionatzen du. Organismo zelulanitz asko hainbat sistema organikoz osatuta daude, eta bizitza ahalbidetzeko koordinatzen dira.

Schleidenek eta Schwannek 1839. urtean proposaturiko teoria zelularrak ezartzen du organismo guztiak zelula batez edo gehiagoz osatuta daudela; zelula guztiak lehendik dauden beste zelula batzuetatik datoz; izaki bizidun baten bizi-funtzio guztiak zelulen barruan gertatzen dira, eta zelulek herentziazko informazioa dute zelularen erregulazio-funtzioetarako eta hurrengo zelula-belaunaldiari informazioa transmititzeko.

Zelula guztiek zelula inguratzen duen zelula mintz bat dute, ingurumenaren barrualdea bereizten duena, eta konposatuen sarrera eta irteera erregulatzen du mintzaren potentziala mantenduz; zitoplasma gazi bat da, zelularen bolumenaren zati handiena eta material hereditarioa (DNA eta RNA) osatzen duena.

DNAren kokapenaren eta antolaketaren arabera, bi zelula mota bereizten dira:

• Zelula prokariotoak (organismo prokarionteenak), bildukin nuklearrik ez dutenak; beraz, DNA ez dago gainerako zitoplasmatik bereizita.
• Zelula eukariotoek (organismo eukarionteetakoak) ondo definitutako nukleo bat dute, DNA gordetzen duen bilgarri batekin eta kromosometan antolatuta.

Zelula guztiek hainbat gaitasun partekatzen dituzte:

• Zelula banaketa bidezko ugalketa (fisio bitarra, mitosia edo meiosia).
• DNAren geneek kodetutako eta erribosometan RNA mezulari baten bidez eraikitako entzimen eta beste proteina batzuen erabilera.
• Metabolismoa, zelularen eta energiaren eraikuntza-osagaiak lortzea eta hondakinen iraizketa barne. Zelula baten funtzionamendua molekula organikoetan metatutako energia kimikoa erauzteko eta erabiltzeko duen gaitasunaren araberakoa da. Energia hori kate metabolikoen bidez lortzen da.
• Kanpoko eta barruko estimuluei erantzutea, adibidez, tenperatura-aldaketak, pH-a edo mantenugai-mailak.

Gorputzaren egiturek gorputzaren ardatzekiko duten kokapena da. Honela sailkatzen dira:

• Asimetrikoa: Forma definiturik ez dutenean, hala nola amebak.
• Erradiala: Gurpil edo zilindro formako organismoek aurkezten dute, eta haien gorputz-atalak ardatz edo erdiko puntu batetik abiatzen dira. Esaterako, itsas trikuak eta itsas izarrak.
• Aldebikoa: izaki bizidun gehienek aurkezten dute; ardatz bat gorputzaren erditik pasatzean, bi zati baliokide lortzen dira. Adibidez, ornodunak.

Izaki bizidunak maila askotan azter daitezke: kimika, zelula, ehuna, gizabanakoa, biztanleria, komunitatea, ekosistema eta bioosfera. Ekologiak izaki bizidunak ingurumenarekin integratzen duen ikuspegia planteatzen du, organismoek beren artean eta ingurune fisikoarekin duten elkarreragina kontuan hartuz, bai eta haien banaketan eta ugaritasunean eragiten duten faktoreak ere. Ingurumenak bere baitan hartzen ditu tokiko faktore fisikoak (faktore abiotikoak), hala nola klima eta geologia, baita habitat bera duten gainerako organismoak ere (faktore biotikoak).

Prokariotoek eta eukariotoek estrategia ekologiko desberdinen arabera eboluzionatu dute. Prokariotoak txikiak eta sinpleak dira; horri esker, hazkunde- eta ugalketa-abiadura handia dute, eta, ondorioz, biztanleria-kopuru handia lortu zuten denbora gutxian, eta horrek Txoko ekologiko iragankorrak eman zien, mantenugaien gorabehera dramatikoekin. Eukariotoak, aldiz, konplexuagoak eta handiagoak, mantsoago hazten eta ugaltzen dira, baina, baliabide mugatzaileak dituzten giro egonkorretan, lehiakorrak izatearen abantaila garatu dute. Ez da prokariotoak eukariotoak baino primitiboago diren ustean erori behar, izan ere, bi organismo motak ondo egokitzen baitira beren ingurunera, eta hautatuak izan ziren, gaur egun arte, estrategia ekologiko arrakastatsuengatik^[16].

Berez aipatutako izaki bizidunez gain, beste forma biologiko batzuk ere sartzea proposatu izan da, hala nola birusak eta agente azpibiralak (birus satelitea, biroideak eta birusoideak), nanobioiak, normalean izaki biziduntzat hartzen ez diren nanobakterioak, ez baitituzte betetzen izaki bizidunak definitzen dituzten ezaugarri guztiak. 2012an, Parakaryon myojinensis izeneko organismo zelular bat aurkitu zuten, hiru eremu horietako bakar batean ere sartzen ez dena. Prokariotoetatik nukleoa dutela bereizten dute, eta eukariotoetatik organulurik ez dutela. Gainera, material genetikoa harizpietan gordeta dago, ez kromosoma linealetan, eta zelula-horma peptidoglikanoek osatzen dute, bakterioek dituzten ezaugarrien antzekoak. Prokariotoetatik eta eukariotoetatik bereizten duen ezaugarri bat da flagelorik eta zitoeskeletorik eza^[17][18].​​ Hori dela eta, zenbait autoreren iritziz, bere Parakaryota domeinua osatu beharko litzateke.

1,9 milioi izaki bizidun espezie inguru daude deskribatuta, eta domeinu eta erresumetan sailkatzen dira. Sailkapen zabalduenak taxon hauek bereizten ditu:

• Archaea (arkeoak). Organismo prokariotoak, beren konposizio molekularrean bakterioekiko desberdintasun handiak dituztenak. 500 bat espezie ezagutzen dira^[19].
• Bakterio (bakterioak). Organismo prokarioto tipikoak. 10.000 espezie inguru daude deskribatuta^[20].
• Protisto (protozooak). Organismo eukariotoak, normalki zelulabakarrak. 55.000 espezie inguru deskribatu dira^[21].
• Onddo (onddoak). Organismo eukariotoak, zelulabakarrak edo zelulaniztunak, talofitikoak eta heterotrofoak, beren elikagaien kanpo-digestioa egiten dutenak. Deskribatutako 100.000 espezie inguru hartzen ditu^[22].
• Plantae (landareak). Organismo eukariotoak, gehienetan zelulaniztunak, autotrofoak eta askotariko ehunak dituztenak. 3.000 espezie inguru biltzen ditu^[23].
• Animalia (animaliak). Organismo eukariotoak, zelulaniztunak, heterotrofoak, ehun-barietatea dutenak eta, oro har, lokomozio-ahalmena dutenak. Talderik ugariena da, eta 1.425.000 espezie daude deskribatuta^[23].
• Parakaryota. Berriki aurkitu diren organismo zelulabakarrak, zeinaren ezaugarriek ez dituzten domeinu eta erresuma batzuen parte izateko betetzen. Espezie bakarra deskribatu da^[24].