APUNTE
N° 1 - biologia
Características
de los seres vivos
La vida es parte integral del
universo. Como tal, buscar definiciones de la vida como fenómeno diferenciado
es tan difícil (algunos dirían que inútil) como la búsqueda de la localización del alma humana. No hay una respuesta simple a la cuestión de "¿qué es la vida?" que no
incluya algún límite arbitrario. Sin ese límite, o nada está vivo, o todo lo
está. Cualquiera de nosotros es capaz de reconocer que una
mariposa, un pino o un pájaro carpinteros son organismos vivos.... mientras que
una roca o el agua de mar no los están. Con otras "cosas" es mas
difícil encontrar el límite... Pese a su diversidad, los organismos que pueblan
este planeta comparten una serie de características que los distinguen de los
objetos inanimados.
Propiedades comunes a todos los seres vivos:
1. Los seres vivos están formados
por células - SON ALTAMENTE ORGANIZADOS Y COMPLEJOS
Tal como lo expresa la TEORÍA CELULAR (uno de
los conceptos unificadores de la biología) la unidad estructural de todos los
organismos es la CÉLULA. La célula en sí tiene una organización específica,
todas tienen tamaño y formas características por las cuales pueden ser
reconocidas.
Algunos organismos estás formados por una sola
célula -> unicelulares, en contraste los organismos complejos son
multicelulares, en ellos los procesos biológicos dependen de la acción
coordinada de las células que los componen, las cuales suelen estar organizadas
en tejidos, órganos, etc.
Los seres vivos muestran un alto grado de organización y complejidad. La vida
se estructura en niveles jerárquicos de organización, donde cada uno se basa en el nivel previo y constituye el fundamento
del siguiente nivel, por ejemplo: los organismos multicelulares están
subdivididos en tejidos, los tejidos están subdivididos en células, las células
en organelas etc.
2. LOS SERES VIVOS CRECEN Y SE DESARROLLAN:
En algún momento de su ciclo de vida TODOS los organismos crecen. En
sentido biológico, crecimiento es el aumento del tamaño celular, del número de
células o de ambas. Aún los organismos unicelulares crecen, las bacterias
duplican su tamaño antes de dividirse nuevamente. El crecimiento puede durar
toda la vida del organismo como en los árboles, o restringirse a cierta etapa y
hasta cierta altura, como en la mayoría de los animales.
Los organismos multicelulares pasan por un proceso más complicado:
diferenciación y organogénesis. En todos los casos, el crecimiento comprende la
conversión de materiales adquiridos del medio en moléculas orgánicas
específicas del cuerpo del organismo que las captó.
El desarrollo incluye todos los
cambios que ocurren durante la vida de un organismo, el ser humano sin ir mas
lejos se inicia como un óvulo fecundado.
3. LOS SERES VIVOS INTERCAMBIAN MATERIA Y ENERGIA – METABOLISMO:
Los organismos necesitan
materiales y energía para mantener su elevado grado de complejidad y
organización, para crecer y reproducirse. Los átomos y moléculas que forman los
organismos pueden obtenerse del aire, agua, del suelo o a partir de otros
organismos.
La suma de todas las
reacciones químicas de la célula que permiten su crecimiento, conservación y
reparación, recibe el nombre de metabolismo. El metabolismo es anabólico
cuando estas reacciones químicas permiten transformar sustancias sencillas para
formar otras complejas, lo que se traduce en almacenamiento de energía,
producción de nuevos materiales celulares y crecimiento. Catabolismo, quiere
decir desdoblamiento de sustancias complejas con liberación de energía.
4. los seres vivos regulan su medio
ineterno: Homeostasis
Las estructuras organizadas
y complejas no se mantienen fácilmente, existe una tendencia natural a la
pérdida del orden denominada entropía. Para mantenerse vivos y funcionar
correctamente los organismos vivos deben mantener la constancia del medio
interno de su cuerpo, proceso denominado homeostasis (del griego
"permanecer sin cambio"). Entre las condiciones que se deben regular
se encuentra: la temperatura corporal, el pH , el contenido de agua, la
concentración de electrolitos etc. Gran parte de la energía de un ser vivo se
destina a mantener el medio interno dentro de límites homeostáticos.
5. los seres vivos responden a
estimulos: Irritabilidad
Los seres vivos son capaces
de detectar y responder a los estímulos que son los cambios físicos y químicos
del medio ambiente, ya sea interno como externo. Entre los estímulos generales
se cuentan: Luz, intensidad, cambio de color, dirección o duración de los
ciclos luz-oscuridad Presión Temperatura y Composición química del suelo, agua
o aire circundante. En organismos sencillos o unicelulares, todo el individuo
responde al estímulo, en tanto que en los organismos complejos
multicelulares existen células que se encargan de detectar determinados
estímulos.
6. . LOS SERES VIVOS SE REPRODUCEN
Dado que toda célula proviene de otra célula, debe existir alguna forma
de reproducción, ya sea asexual (sin
recombinación de material genético) o sexual (con
recombinación de material genético). La mayor parte de los seres vivos usan un
producto químico: el ADN (ácido desoxirribonucleico)
como el soporte físico de la información que contienen.
7. LOS SERES EVOLUCIONAN
Aunque la
característica genética de un solo organismo es la misma durante toda su vida,
la composición genética de una especie, comprendida como un todo, cambia a lo
largo de muchos períodos de vida. Con el tiempo. Las mutaciones y la
variabilidad en los descendientes proporcionan la diversidad en el material
genético de una especie. En otras palabras, las especies EVOLUCIONAN. La fuerza
más importante de la evolución es la selección natural, proceso por el cuales
los organismos que presentan rasgos adaptativos (que le permiten adaptarse
mejor al medio) sobreviven y se reproducen de manera más satisfactoria que los
demás sin dichos rasgos.
NIVELES DE ORGANIZACÓN
La materia se encuentra organizada en
diferentes estructuras, desde las más pequeñas hasta las más grandes, desde las
más complejas hasta las más simples. Esta organización se puede analizar en
diferentes niveles que facilitan la comprensión de nuestro objeto de estudio:
la vida.
Cada nivel de
organización incluye los niveles inferiores y constituye, a su vez, la base de
los niveles superiores. Y lo que es más importante, cada nivel se caracteriza
por poseer propiedades específicas y características que emergen en ese nivel y
no existen en el anterior: las propiedades emergentes.
Átomos y
partículas subatómicas: los átomos son las partículas más pequeñas
de un elemento. Los átomos están constituidos por partículas subatómicas.
Molecular: una molécula
es una estructura química compuesta por dos o más átomos. Las moléculas son los
componentes fundamentales de las células. Pueden ser orgánicas o inorgánicas.
Macromolecular: son
moléculas constituidas por varias moléculas que pueden ser similares o no.
Complejos de
macromoléculas:
Los complejos macromoleculares forman, dentro de
las células, estructuras complejas, como las membranas y las organelas en las
células eucariontes.
Celular: Las células son las unidades estructurales y
funcionales de todo ser vivo. Todos los organismos están conformados por
células. Es el nivel mínimo de organización a partir del cual consideramos que
algo está vivo. De acuerdo con la cantidad de células que poseen, los
organismos pueden ser unicelulares o pluricelulares.
Tejidos: están formados por
células individuales que trabajan en forma cooperativa. En un animal, los
diferentes tejidos que constituyen el organismo son: epitelial, conjuntivo, nervioso, muscular, etc.
Órganos: Los órganos están
formados por tejidos que cooperan y actúan en coordinación tanto estructural
como funcional. El órgano más grande del cuerpo
de un vertebrado es la piel. El corazón es un órgano que constituye el sistema
circulatorio de un vertebrado.
En
las plantas, las hojas, los tallos y las raíces son ejemplos de órganos que
constituyen el cuerpo completo del organismo.
Sistema de órganos:
Los sistemas de órganos están constituidos por un conjunto de órganos que
trabajan en forma integrada y desempeñan una función particular, como por
ejemplo el sistema nervioso o el sistema circulatorio.
Individuo: Existen
individuos unicelulares –como los protistas y los procariontes– y
multicelulares. Algunos organismos se encuentran en un nivel intermedio entre
una colonia de células y un organismo multicelular auténtico; tal es el caso de las
esponjas. Otros organismos alcanzan el nivel de tejidos, como los cnidarios, y otros se
ubican en el nivel de órganos, como las plantas vasculares. Muchos animales
pertenecen al nivel de sistemas de órganos. Los individuos pueden ser
estudiados de diversas maneras: como unidades constituyentes de las poblaciones
en los estudios ecológicos o bien como una unidad estructural y fisiológica.
Población: conjunto de individuos de una misma
especie que se cruzan entre sí para dejar descendencia y habitan un mismo lugar
y tiempo.
Comunidad: incluyen a todas las poblaciones que
habitan un ambiente común y que interactúan entre si
Ecosistema: La diferentes poblaciones que habitan
en una misma zona en un momento determinado forman una comunidad o biocenosis. Las condiciones fisicoquímicas y las características
del medio en el que viven constituyen el biotopo. Al conjunto formado por la biocenosis,
el biotopo y las relaciones que se establecen entre ambos se denomina ecosistema.
Biósfera: todos los
organismos que habitan la tierra constituyen la biósfera. La suma de todos los seres vivos tomados en conjunto
con su medio ambiente. En esencia, el lugar donde ocurre la vida.
Reinos
y Dominios
Desde la época de Aristóteles los
organismos vivos se reunían en solo dos reinos: Animal y Plantas.
Dada la ambigüedad de algunos organismos unicelulares, Ernst Haeckel (S. XIX)
creó el tercer reino Protista, para incluir aquellos organismos
unicelulares con aspectos intermedios entre plantas y animales.
El cuarto reino establecido es Monera, que abarca
bacterias y algas verde-azuladas, la característica principal de este reino es
la presencia de células procariotas: sin núcleo celular definido ni organelas.
Los organismos de los reinos Animal, Planta y Protistas
están formados por células eucariotas, es decir con núcleo rodeado por
membranas y orgánulos celulares.
R. H. Whittaker en 1969 separó a todos los hongos de las
plantas en el quinto reino: Fungi, poseen
células eucariotas, tienen núcleos y paredes celulares pero carecen de
pigmentos fotosintéticos. En 1978 Whittaker y Margulis conservaron estos mismos
5 reinos pero incluyeron a las algas en las Protistas, denominándolo
Protoctista
La mayoría de los biólogos actuales reconocen estos cinco
reinos: Moneras, Protistas, Hongos, Plantas y
Animales, que se basan en la organización celular, complejidad
estructural y modo de nutrición.
En 1977 Carl Woese propuso una categoría superior a
reino: DOMINIO, reconociendo tres linajes evolutivos; ARCHEA,
BACTERIA y EUKARYA. Las características para separar estos dominios son el
tipo de célula, compuestos que forman la membrana y estructura del ARN.
Bajo el microscopio todas las bacterias aparecen
similares, además la escasez de fósiles ha dificultado el establecimiento
de las relaciones evolutivas entre ambos grupos. La evidencia presentada por la
biología molecular sugiere que los primitivos procariotas se separaron en dos
grupos muy temprano en el desarrollo de la vida en la tierra, los descendientes
de estas dos líneas son las Eubacterias y las Arqueobacterias consideradas
el sexto Reino.
La clasificación de 5
reinos
de Whittaker, con las modificaciones de Margulis y la consideración de tres
Dominios, incorporando a Archea con el 6º reino Arqueobacterias es la
clasificación que mayor difusión ha alcanzado a la fecha.
Reino Arqueobacterias.
Las 200 especies de este reino son bioquímicamente
diferentes de las restantes bacterias. Incluyen tres grupos:
Halófilas: viven en ambientes
extremadamente salinos.
Metanogénicas: son anaeróbias
obligadas que producen metano a partir del dióxido de carbono e hidrógeno. Son
comunes en el tracto digestivo de animales y pueden vivir en ambientes
pantanosos.
Termoacidófilas: crecen en ambientes
ácidos, cálidos, como las fuentes sulfurosas del Parque
Yellowstone, con temperaturas de más de 60 ºC y pH 1 a 2.
Curiosamente,
las arqueobacterias están más cercanas genéticamente a los eucariontes que a
las eubacterias, dado que hasta comparten ciertos genes. Se encuentran hoy
restringidas a hábitats marginales como manantiales calientes, lagos de alta
salinidad o áreas de baja concentración de oxígeno.
Desde
nuestro punto de vista son organismos extremófilos por los ambientes que
habitan y que hoy asemejan a las condiciones primitivas de la Tierra
DOMINIO BACTERIA
Reino
Monera:
Es el reino más primitivo, agrupa a
organismos procariotas que carecen
de un núcleo rodeado por membranas y de organelas.
Incluye a todas las bacterias (técnicamente las eubacterias)
y las cianobacterias
(llamadas anteriormente algas verdeazuladas) que son las formas más abundantes
de este reino.
Las
bacterias son unicelulares, de vida libre, y presentan diversidad de formas.
Reino
Protista (Protoctista)
Es el primero de los reinos eucariotas, los
organismos aquí agrupados (y todos los eucariotas...) poseen núcleo verdadero y
organelas, lo cual implica una compartimentalización y la dedicación de áreas
específicas a funciones también específicas.
Los protistas se definen como aquellos organismos
eucariotas que no son animales ni plantas ni hongos. La palabra PROTISTA
remitía a organismos unicelulares, sin embargo en este reino se incluyen las
grandes algas marinas como Macricystes (100 m de long.) por lo que fue
rebautizado como Reino PROTOCTISTA, lo
cierto es que en la práctica este término no es muy usado.
Es el reino que mayor diversidad presenta: desde unicelulares microscópicos de
1 µm de diámetro como la pequeña alga verde Micromonas, hasta las grandes algas
marinas; incluye autótrofos fotosintéticos, heterótrofos, parásitos, saprófagos
(ingieren organismos muertos); pueden estar desnudos o cubiertos con paredes.
En este grupo se encuentran las algas, euglenoides, ciliados, protozoarios, y
flagelados.
Su importancia estriba, entre otras, en ser el "grupo de origen" de
los tres Reinos restantes: Plantas, Animales, y Hongos.
Son
organismos eucariontes, heterótrofos no fotosintéticos, formadores de esporas y
que carecen de movimiento en todas las fases de su ciclo de vida; poseen
paredes celulares y absorben su alimento por digestión enzimática
externa.
Este
reino, conocido generalmente como Hongos, incluye en su mayoría a organismos: pluricelulares (pero comprende también a las
levaduras, entre ellas a Saccharomyces cereviseae, un importante hongo
unicelular), heterótrofos (obtienen su
energía de productos elaborados por otros organismos), en general poseen
células con más de un núcleo (multinucleadas, en oposición a las más comunes o
uninucleadas).
Desde
el punto de vista ecológico resultan importantes (al igual que ciertas
bacterias) como descomponedores de materia y recicladores de nutrientes. Desde
el punto de vista económico los hongos nos proveen alimentos (intervienen,
entre otras, en la fabricación del pan y el vino y quesos tales como el
Roquefort), antibióticos (la primera
de estas drogas milagrosas, la penicilina, se aisló de un hongo: Penicillium),
y por el otro lado parasitan animales, granos ..., produciendo perdidas
millonarias.
El reino Plantae incluye los musgos, helechos,
coníferas y plantas con flores, en una variedad que supera las 250000 especies,
siendo el segundo grupo luego de los artrópodos.
La principal característica del reino es la presencia de clorofila, con la cual
capturan la luz, produciendo compuestos carbonados, por esta característica son
autótrofos.
Otra contribución de las plantas es la formación de los
ambientes. Solamente las regiones árticas y las profundidades oceánicas carecen
de plantas, el resto de los ambientes terrestres, desde los desiertos a las
tundras y los bosques o praderas fueron producidos y moldeados por las plantas.
Desde el punto de vista ecológico los integrantes de este
reino, en unión a los fotosintetizadores de Monera y Protistas, son
considerados productores, y se
encuentran en la base de toda cadena
alimenticia. Desde el punto de vista económico este reino no tiene
competencia, la agricultura. Alimentos, maderas, papel, medicamentos, drogas
(legales e ilegales), y las flores, son plantas o derivados de ellas.
Los animales son organismos heterótrofos multicelulares y
su modo de nutrición principal es la ingestión y almacenan sus reservas
energéticas en forma de glucógeno o grasa. Sus células eucariotas carecen de
paredes. Se caracterizan a demás por ser: multicelulares y con capacidad (en
algún punto de su vida) de movilizarse.
Desde el punto de vista ecológico los integrantes de este
reino ocupan el nivel de consumidores, que pueden
ser subdivididos en herbívoros (consumidores de plantas) y carnívoros
(consumidores de otros animales).
Los Humanos, al igual que algunos otros organismos, somos omnívoros (capaces de
funcionar como herbívoros o carnívoros).
Desde el punto de vista económico de los animales obtenemos (entre otros)
carne, cuero, transporte, etc.
