Inerte e vivo

Passagem do inerte ao vivo

Nós compartilhamos com os objetos do universo, os mesmos blocos de construção, as mesmas partículas, nós somos poeira estelar. As partículas que nos compõem são montadas em conglomerados de átomos em macromoléculas que são a base da função celular de organismos vivos. As estruturas e as formas destas proteínas irão condicionar suas funções.
A partir do nosso conhecimento atual, Há algum definição conceptual da vida?
Aparentemente não, mas esta é uma questão fundamental, todo mundo parecia saber o que é a vida, mas ninguém realmente sabe responder, nem os biólogos nem os médicos nem os bioquímicos nem os físicos nem os exobiologistas nem os filósofos. Ainda mais surpreendente, eles não gostam de tudo, essa questão, porque por trás da palavra "vida", há uma ressonância metafísica. Na verdade, é muito difícil definir um conceito fundamental, como a vida, o tempo ou a matéria...
Vamos falar do vivo que se observa na Terra. Qual é a definição atual de vida ou matéria viva?
Mais uma vez os especialistas não dão definição conceitual inegável, mas dão uma série de propriedades que definem a vida. Muitas vezes, essas definições contêm o termo "vida" e, portanto, pressupõe a ideia ou a existência de vida. Em outras palavras estes não são definições de vida, mas metáforas da vida.
Exemplos de definição de vida ou do vivo:
- A vida é o modo de existência de organismos vivos.
- Os organismos vivos incluem todos os organismos que habitam o nosso planeta e tem a vida.
- A vida é um processo químico no qual os organismos vivos são derivados.
- Um organismo édito vivo quando troca da matéria e da energia com o meio ambiente, mantendo a sua autonomia quando se reproduz e evolui por seleção natural.
- De acordo com a NASA, está vivo qualquer sistema espacialmente delimitada por uma membrana semipermeável de fabricação própria e capaz de se autossustentável, e reproduzir-se, fazendo seus próprios componentes, a partir de energia e / ou a partir de elementos exteriores.
Nestas definições, entendemos que a vida seria um sistema de auto-organização, um mecanismo misterioso relacionadas com a matéria. Mas isso mostra que nós ainda não sabemos o que a natureza exata da vida e onde está a divisão entre o vivo e o não-vivo.

Mas qual é o mecanismo que cria as condições para que a vida começa e torna singularmente mais complexa?
A vida, em comparação com objetos inanimados, é um sistema químico que forma sua própria substância do que ele tira no meio. Não há nenhuma diferença entre a matéria inerte e a matéria viva, e ainda a matéria viva só vai fornecer a energia de que necessita para se auto-replicar, este é o lugar onde o mistério reside.
O vivo e o não-vivo são feitas do mesmo matérial, o que criou nas estrelas, galáxias, nebulosas e planetas. Na Terra, a transição da matéria inanimada à vida tem sido, provavelmente, na água, há ≈4 bilhões de anos, quando as primeiras moléculas orgânicas são reproduzidas.
Rapidamente na Terra, uma vida proto bacteriana apareceu, menos de um bilhão de anos após a sua formação. Mas proto-bactérias já está numa fase avançada da vida, porque neste organismo simples, todas as funções se revelam de uma complexidade formidável, especialmente a replicação.
A observação da vida na Terra mostra a capacidade de o matérial a subir gradualmente a escada da complexidade. Mas onde está o ponto de rutura entre o vivo e o não-vivo?
Em outras palavras o que é o conjunto de moléculas que permite o início da vida?
O carbono é produzido pela nucleossíntese (fusão de 3 núcleos de hélio), no coração de estrelas massivas, em seguida, liberado para o espaço quando eles explodem. Nossa química, aquela que nós constitui, tem começado com uma pequena estrutura molecular construído sobre um esqueleto de carbono.
Os cientistas estão tentando em vão criar a vida à base de moléculas de carbono, especialmente 12C, que é uma assinatura biológica. A outra voz é explorado arqueologia molecular, com o objetivo de encontrar as moléculas primordiais fossilizadas, mas os mais antigos vestígios de vida (bactérias fossilizadas) param lá ≈3.5 bilhões de anos. Nos sedimentos mais antigos, archéobiologistas têm encontrado moléculas orgânicas enriquecidas em 12C datado de ≈3.8 bilhões de anos.
Mais uma vez a vida esconde seus segredos, enquanto os cientistas olham para o espaço e Marte, na esperança de encontrar uma vida em outro lugar, encontrar um sistema vivo fossilizado tão simples quanto possível já é um enorme desafio.

Imagem : O carbono é produzido pela nucleossíntese estelar (fusão de 3 núcleos de hélio), no coração de estrelas massivas, em seguida, liberado para o espaço quando eles explodem. Nossa química, aquela que nós constitui, tem começado com uma pequena estrutura molecular construído sobre um esqueleto de carbono. Quando você vê essas pilhas de moléculas ordenadas, entendemos a dificuldade em recriar vida em laboratório. As proteínas não são estruturas vivas, e já essas macromoléculas à base de carbono, são extremamente complexas, que são formadas por aminoácidos ligados por ligações químicas. A montagem destas moléculas e a sua conformação ou seja, a ordem e a forma da estrutura tridimensional, são de grande importância porque determinam as acções muito específica da molécula, funções químicas que fazem parte de um plano de produção. Suor, éter ou baunilha são formados das mesmas moléculas (carbono, oxigênio e hidrogênio), o que os diferencia é a sua conformação.

A vida carrega uma informação replicável

Se considerarmos o problema dos blocos de construção primordiais da matéria ordinária, descobrimos que a matéria original, quarks, núcleos, átomos são agitados com a temperatura, além o calor traduz diretamente o movimento das partículas. No zero absoluto (-273,15 ° C), o matérial se encontra num estado mínimo de energia, a entropia é nulo e isto resulta numa "imobilidade total de partículas", embora em física quântica, as partículas têm sempre um quantidade diferente de zero de movimento de acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg.
Uma vez que é atingido zero absoluto, as partículas são agitadas, se organizam e se montam em átomos puros (ou seja, uma espécie química única, H, N, Fe...), então nos corpos simples ou corpos simples moleculares (H2, N2, Fe...), antes de se misturam, por o jogo de azar, com outras espécies para formar moléculas simples eletricamente neutros, agregados atômicos com formas particulares que se partilham elétrons (ligações covalentes).
Até então, a atividade do matérial é relativamente bem compreendida e, nesta fase, não se pode considerar como a matéria viva, ela simplesmente montada com a força eletromagnética, de acordo com migrações no meio. O matérial não tem nenhum propósito, intenção ou projeto em particular, é facilmente manipulado pelo meio e também pelo homem quando fabrica nanopartículas.
Os agregados moleculares sob o efeito de agitação térmica e os saltos atómicas aleatórios a partir de uma posição para uma posição adjacente, formam uma variedade de compostos químicos estáveis. Mais haverá átomos no meio e mais o movimento fortuito de átomos e de moléculas vai ordenar-se. Esta é a "ordem a partir da desordem" se refere Erwin Schrödinger (1887 - 1961), em seu julgamento, 1944.
Entre todas estas moléculas naturalmente estáveis, haverá moléculas sólidas com estruturas cristalinas e moléculas desprovido de estruturas cristalinas, isto é, que não se repetem. A partir de um pequeno número de átomos haverá um número quase infinito de possibilidades de construções moleculares.
Cada encontro entre dois átomos dependerá da sua eletronegatividade, ou seja, sua capacidade mútua para criar uma ligação eletromagnética. Os compostos químicos são moléculas de diversos elementos químicos diferentes, ligados entre si por ligações químicas.

Ocasionalmente, os compostos químicos se auto-organizar em ligações químicas covalentes.
As ligações entre os átomos são de três tipos:
- As ligações iônicas: estes são ligações resultantes da perda de um ou mais elétrons de valência (elétrons da camada mais externa envolvidos em ligações químicas) por um átomo, e a absorção desses elétrons por um outro átomo. Este tipo de ligações é geralmente entre os elementos que têm uma diferença de muito alta de eletronegatividade ≥ 1,7 na escala de Pauling, entre flúor = 4 e francium = 0,7).
- As ligações covalentes: os átomos ligados compartilham um elétron de valência para criar um par de elétrons compartilhada entre duas entidades. Elementos associados a este tipo de ligação tem uma diferença de eletronegatividade zero ou <1,7 na escala de Pauling.
- As ligações covalentes coordenadas: estes são ligações covalentes entre dois átomos, em que ambos eletrões partilhados na ligação vêm do mesmo átomo.
Parece que seja a partir de certos compostos químicos construídos sobre uma estrutura de carbono, envoltos em estruturas moleculares gigantes que a atividade da matéria muda de natureza. A montagem e a forma destas estruturas determinam as funções químicas que farão parte de um plano de fabricação. Este plano de produção tem alguma informação que irá ajudar a reconstruir o sistema.
Foi a partir desse momento que a vida começa e o sistema é considerado vivo.
Hermann von Helmholtz (1821 - 1894) "Se todos nossos esforços para provocar o nascimento de organismos a partir de matéria inerte falham, parece-me que o fazemos muito bem em perguntamos se, afinal de contas, a vida nunca tem teve uma origem, se ele não é tão antiga quanto a matéria e se seus germes transportados a partir de um corpo celeste para outro, não teria desenvolvido onde quer que eles encontraram um terreno favorável? "...

N.B.: a eletronegatividade de um elemento é uma quantidade que caracteriza a sua capacidade para atrair eletrons na formação de uma ligação química com um outro elemento.

Imagem : Síntese do longo caminho a partir do inerte ao vivo ou de primeiras partículas à consciência. A matéria se combina em aglomerados, se auto-organiza quimicamente e constantemente vai em direção a complexidade à mercê das ligações eletromagnéticas. Parece que a vida é uma forma particular da matéria, uma vez imprevisível e indefinível. Mas sua tenacidade não é a prova de que ele está presente em todo o Universo, pacientemente à espera de um ambiente favorável para continuar o seu caminho para a complexidade?
Não há nenhuma fronteira real entre inerte e vivo, a matéria usa o Princípio de mínima ação para construir a vida. A imagem se lê entre os dois pontos de interrogação, enrolamento de baixo da esquerda à direita superior. O ponto de interrogação no canto inferior esquerdo é o big bang seguido quarks, núcleos, átomos, moléculas com aminoácidos e proteínas, albumina, células, bactérias e archaea bactérias, microrganismos, mamíferos, consciência e futuro.