Optimizar forma/materiales
Los recursos son limitados y el simple hecho de retenerlos requiere recursos, especialmente energía. Los sistemas vivos deben equilibrar constantemente el valor de los recursos obtenidos con los costos de los recursos gastados; el no hacerlo puede resultar en la muerte o impedir la reproducción. Por lo tanto, los sistemas vivos optimizan, en lugar de maximizar, el uso de los recursos. La optimización de la forma finalmente optimiza los materiales y la energía. Un ejemplo de tal optimización se puede ver en la forma del cuerpo del delfín. Está aerodinámico para reducir la resistencia en el agua debido a una relación óptima entre longitud y diámetro, así como características en su superficie que quedan planas, lo que reduce la turbulencia.
Adaptar comportamientos
El entorno cambia constantemente y si los sistemas vivos no pueden adaptarse a estos cambios, no sobrevivirán. Los cambios ambientales pueden ser cíclicos, como las estaciones, repentinos, como las inundaciones o los incendios forestales, o graduales pero a largo plazo, como los ecosistemas que pasan de etapas tempranas a maduras. Estos cambios requieren cierta flexibilidad en las respuestas conductuales para adaptarse a las condiciones específicas. Por ejemplo, mientras nada un pez llamado lamprea, se enfrenta constantemente a cambios en las corrientes. Los sensores de piel lo ayudan a detectar esos cambios y ajustar su movimiento en consecuencia.
Armar físicamente la estructura
Los sistemas vivos usan materiales físicos para crear estructuras que sirvan como protección, aislamiento y otros propósitos. Estas estructuras pueden ser internas (dentro o adheridas al propio sistema), como membranas celulares, caparazones y pelaje. También pueden ser externos (separados), como nidos, madrigueras, capullos o redes. Debido a que los materiales físicos son limitados y la energía requerida para reunir y crear nuevas estructuras es costosa, los sistemas vivos deben usar ambos de manera conservadora. Por lo tanto, optimizan el tamaño, el peso y la densidad de las estructuras. Por ejemplo, las aves tejedoras utilizan dos tipos de vegetación para crear sus nidos: fuerte, unas pocas fibras rígidas y numerosas fibras delgadas. Combinados, forman un nido fuerte pero flexible. Un ejemplo de una estructura interna es el hueso de un pájaro. El hueso se compone de una matriz mineral ensamblada para crear fuertes soportes cruzados y una superficie exterior tubular llena de aire para minimizar el peso.
Capturar, absorber o filtrar sólidos
Algunos sistemas vivos deben asegurar partículas sólidas como sedimentos, generalmente para evitar que las partículas obstaculicen su salud o actividad. La forma más común en que lo hacen es a través del filtrado. Para ser efectivo, un sistema de filtrado debe ser apropiado para los tamaños de partículas sólidas a capturar y debe capturar solo lo que se necesita. También debe ser efectivo en los medios apropiados: aire, agua o, a veces, sólidos como el suelo. Un ejemplo son los manglares, que son árboles que crecen a lo largo de las costas oceánicas. Su sistema de raíces se ralentiza y asienta sedimentos fuera del agua, acumulando suelo para sustentar el ecosistema de manglares.
Mover en/sobre Líquidos
El agua no solo es el líquido más abundante en la tierra, sino que es vital para la vida, por lo que no sorprende que la mayoría de la vida haya evolucionado para prosperar sobre y debajo de su superficie. Moverse eficientemente dentro y sobre esta sustancia densa y dinámica presenta desafíos y oportunidades únicos para los sistemas vivos. Como resultado, han desarrollado innumerables soluciones para optimizar la resistencia, utilizar la tensión superficial, ajustar la flotabilidad y aprovechar varios tipos de corrientes y dinámicas de fluidos. Por ejemplo, los tiburones pueden deslizarse por el agua al reducir la resistencia debido a su forma aerodinámica y las características especiales de su piel.
