Per definire che cos’è un organismo vivente esaminiamo ora le principali caratteristiche condivise da tutte le forme di vita.

Ordine.

Il corpo di una formica, così come quello degli altri animali, è formato da cellule, che sono strutture ordinate e bene organizzate, riunite a loro volta in tessuti, organi e sistemi di organi che funzionano in modo coordinato a formare un organismo completo. L’occhio di una mosca (un altro insetto) è uno degli esempi più spettacolari dell’ordine strutturale tipico degli animali (▶figura 1.3A). L’ordine, nei suoi vari gradi, si riconosce anche in organismi molto meno complessi degli animali, anche in quelli unicellulari, come i batteri e i protisti.

Risposta agli stimoli.

Tutte le forme viventi interagiscono in vario modo sia con l’ambiente sia con altri organismi. Grazie al movimento di microscopiche appendici, simili a peli o a codine, certi batteri sono in grado di spostarsi verso la luce o sostanze chimiche, oppure di allontanarsene. Gli organismi pluricellulari reagiscono in modi più complessi; per esempio, un avvoltoio può captare la presenza di una carcassa lontana diversi kilometri e raggiungerla in volo per cibarsene; una farfalla monarca riesce a percepire l’avvicinarsi dell’autunno e dare inizio alla sua annuale migrazione verso Sud. L’abilità di rispondere a uno stimolo è tipica anche delle piante, che, per esempio, si orientano rispetto alla luce nel modo migliore per le proprie esigenze (▶figura 1.3B).

Una risposta appropriata, come allontanarsi da un pericolo, garantisce meglio la sopravvivenza di un organismo, permettendogli di svolgere le proprie attività quotidiane. Considerate nel complesso, tali attività (ricerca e competizione per l’energia, il cibo, i ripari e la riproduzione) sono definite comportamento.

Regolazione dell’ambiente interno.

Perché un organismo possa sopravvivere è indispensabile che mantenga un certo equilibrio interno, o omeostasi. Per esempio, la temperatura, il livello di idratazione, l’acidità e altri parametri corporei devono restare nell’intervallo di tolleranza tipico di ciascun organismo. L’omeostasi viene mantenuta da appositi sistemi che controllano le condizioni interne e compiono gli adeguamenti necessari senza che sia implicata alcuna attività consapevole. Se ci dimentichiamo di mangiare perché siamo assorti in una lettura molto coinvolgente, il nostro fegato inizia a demolire il glicogeno immagazzinato per rifornirci di energia, mantenendo il livello di zuccheri nel sangue entro limiti normali.

Molti organismi mantengono l’omeostasi anche con il comportamento: per esempio, l’iguana marina regola la temperatura esponendosi al sole (▶figura 1.3C) o stando all’ombra.

Acquisizione di materiali ed energia.

Nessun essere vivente può mantenere la propria organizzazione interna e svolgere le attività vitali senza usufruire di sostanze nutritive (o nutrienti) e di energia (▶figura 1.3D). Il cibo, infatti, fornisce i nutrienti, che sono usati sia per formare strutture corporee sia per ricavarne energia per svolgere le funzioni vitali. L’energia è definita in fisica come la capacità di svolgere un lavoro; nei viventi questo lavoro è il mantenimento dell’organizzazione delle cellule e dell’intero organismo. Quando le cellule usano le molecole nutritive svolgono delle reazioni chimiche, che nel loro insieme prendono il nome di metabolismo.

La fonte di energia che rifornisce quasi tutta la vita sulla Terra è il Sole. Infatti, le piante e alcuni altri organismi (batteri e protisti) sono in grado di «catturare» l’energia della luce solare e, attraverso la fotosintesi, produrre molecole energetiche. Questi organismi si definiscono autotrofi, perché immagazzinano energia in modo autonomo, diversamente dagli organismi eterotrofi, che, invece, acquisiscono l’energia di cui hanno bisogno cibandosi di altri organismi. L’energia solare viene dunque immagazzinata sotto forma di energia chimica (molecole organiche) che viene messa a disposizione degli altri organismi. Praticamente tutti i viventi acquisiscono energia metabolizzando le molecole energetiche prodotte con la fotosintesi.

Riproduzione e sviluppo.

Gli organismi viventi derivano esclusivamente da organismi preesistenti. Ogni forma di vita può infatti compiere la riproduzione, cioè produrre (con varie modalità) individui suoi simili (vedi la figura 1.3D). I batteri, i protisti e altri organismi unicellulari si riproducono in modo molto semplice, suddividendosi in due parti identiche. Nella maggior parte degli organismi pluricellulari, invece, la riproduzione è un processo più complesso che necessita l’unione di una cellula spermatica di un individuo con la cellula uovo di un individuo del sesso opposto (fecondazione).

Ereditarietà genetica.

L’embrione prodotto dalla fecondazione si sviluppa nell’individuo tipico di una specie, che sia una balenottera oppure un tulipano, grazie a precise «istruzioni» ereditate dai genitori. Tali istruzioni, che definiscono nei minimi dettagli l’organizzazione e il metabolismo di un individuo, sono contenute nei suoi geni: i geni sono costituiti da lunghe catene di una molecola organica chiamata DNA (acido deossiribonucleico), presente in tutti gli organismi viventi.

Adattamento evolutivo.

Gli adattamenti sono modificazioni che rendono gli organismi idonei allo stile di vita nel proprio ambiente. Per esempio, un uccello rapace che caccia conigli (come la poiana della figura 1.3D) è in grado di volare grazie a ossa cave molto leggere, muscoli alari potenti e penne che lo sostengono perfettamente; la grande manovrabilità nel volo permette inoltre le picchiate verso le prede, mentre gli artigli affilati ne consentono la cattura.

Gli adattamenti sono acquisiti dagli organismi attraverso l’evoluzione, quel processo in cui le caratteristiche di una specie (gruppo di individui simili che si riproducono tra loro producendo prole fertile) cambiano nel corso del tempo. Più o meno come tu puoi risalire alle generazioni degli avi che ti hanno preceduto (genitori, nonni, bisnonni ecc.), per le specie viventi si può risalire a specie antenate, teoricamente fino alle cellule primordiali. Uno dei princìpi cardine della teoria dell’evoluzione riconosce che tutte le forme di vita attuali e passate discendono da forme di vita precedenti, il che spiega anche perché tutti gli organismi abbiano le stesse caratteristiche di base.

Gli organismi si evolvono attraverso un processo chiamato selezione naturale, termine introdotto per la prima volta nel 1859 da Charles Darwin, il padre fondatore della teoria dell’evoluzione. La teoria dell’evoluzione, nella sua sintesi moderna, riesce a spiegare le diversificazione delle forme di vita ed è la chiave per una classificazione degli organismi basata sulle relazioni di discendenza.