ORGANIZACIÓN DE LOS SISTEMAS VIVOS
(TEORÍA CELULAR Y NIVELES DE ORGANIZACIÓN)
- NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SISTEMAS VIVOS
La Biología es el estudio científico de la vida y se define a través de una jerarquía de
organización. La vida requiere de materia, que es todo lo que ocupa espacio y tiene masa. La
materia, tanto del universo biótico, organismos vivos, como del universo abiótico, está constituida
por combinaciones de elementos químicos.
En la Tierra, existen unos 92 elementos. Algunos de ellos nos resultan familiares, como el
carbono, el oxígeno, el calcio y el hierro. Sin embargo, no todos los elementos son
incorporados en iguales proporciones, lo que se verifica al observar que el carbono (C),
hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), constituyen el 96 % del cuerpo humano.
En el nivel químico, la partícula más pequeña de un elemento es el átomo, que al combinarse
con átomos del mismo elemento o de otros elementos, en proporciones definidas y constantes,
originan los compuestos, moléculas y macromoléculas.
Los organismos de una misma especie, que habitan en la misma área y en el mismo tiempo, constituyen una población. Las distintas poblaciones de organismos que interactúan en una misma área estructuran una comunidad biótica o biocenosis.
El ecosistema es el nivel en que la comunidad o biocenosis se relaciona con el ambiente físico o
abiótico llamado biotopo.
Cada nivel de organización incluye a los
niveles inferiores y constituye, a su vez,
los niveles superiores (Figura 1). Y lo
que es más importante, cada nivel se
caracteriza por poseer propiedades que
emergen en ese nivel y no existen en el
anterior: las propiedades emergentes.
Así, una molécula de agua tiene
propiedades diferentes de la suma de las
propiedades de sus átomos constitutivos
-hidrógeno y oxígeno-. De la misma
manera, una célula tiene propiedades
diferentes de las moléculas que la
forman, y un organismo multicelular tiene
propiedades nuevas y diferentes de las
células que lo constituyen. De todas las
propiedades emergentes, sin duda, la
más maravillosa es la que surge en el
nivel de una célula individual, y es nada
menos que la vida.
TEORÍA CELULAR
La célula fue descrita por Robert Hooke en el año 1665 al estudiar con el microscopio unas finas
laminillas de corcho, las que estaban formadas por un entramado de fibras que dejaban una serie
de espacios, que parecían “celdillas” de panales de las abejas, y por ello, las denominó células.
Con el tiempo y el perfeccionamiento de los microscopios, se fue observando que las células
estaban presentes en muchos tejidos de plantas y animales, reconociendo en su interior una
masa viscosa denominada protoplasma o citoplasma y a un gránulo más o menos voluminoso
,generalmente central, llamado núcleo.
Finalmente, un botánico Schleiden (1804-1881) y un zoólogo Schwann (1810-1882) recogieron
las observaciones y descripciones realizadas en plantas y animales y formularon en 1839 el
principio básico de la Teoría Celular.
Posteriormente sobre la base de todas estas investigaciones, en 1855, se estableció un principio
que resultaría central para la biología. Dos investigadores alemanes, Robert Remarck (1815-
1865) y Rudolph Virchow (1821-1902) formularon la siguiente afirmación: toda célula
procede de otra célula. En esos tiempos, la teoría celular se enfrentó con la Teoría Vitalista,
según la cual la fuerza vital era una más de las fuerzas que gobiernan la naturaleza, como la
fuerza gravitatoria o la fuerza eléctrica. Según esta teoría, los organismos vivos formados por
materia inerte poseen un principio etéreo llamado principio vital, pero con el desarrollo de la
Biología se observó que las distintas facetas de la actividad de los seres vivos se deben a la
acción conjunta y coordinada de los numerosos elementos celulares que constituyen el organismo
y no por esta fuerza comentada anteriormente. De esta manera se explica la génesis celular, la
actividad nerviosa, el metabolismo celular, entre otros.
August Weismann (1834 – 1914), en 1880 postula que todas las células actuales tienen
antecesores o una línea germinal que establece una continuidad en el tiempo, que no se
interrumpe a través de las generaciones.
La vida se caracteriza por una serie de propiedades que emergen en el nivel de organización
celular. La teoría celular constituye uno de los principios fundamentales de la biología y establece
que: Todos los organismos vivos están formados por una o más células.
- La estructura del organismo como un todo se debe a la especial disposición de suscélulas y de las estructuras que éstas generan. (La célula como unidad
- estructural).
- La mayoría de las reacciones químicas de un organismo vivo, incluyendo los
- procesos liberadores de energía y las reacciones biosintéticas, tienen lugar
- dentro de las células. (La célula como unidad funcional).
- Toda célula procede de la división de otra anterior. (La célula como unidad de
- origen).
- Las células contienen la información hereditaria de los organismos de los
- cuales son parte y esta información pasa de la célula progenitora a la célula
- hija (la célula como unidad de herencia).
CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS VIVOS
Todos los sistemas vivos comparten propiedades y/o características comunes, tales como:
Membrana plasmática, que delimita al citoplasma, y cuya función principal es regular el
intercambio de sustancias entre la célula y el exterior, manteniendo el medio intracelular
constante dentro de ciertos límites permisibles, (mecanismo de permeabilidad selectiva).
Centro de almacenamiento de la información genética (DNA), y control de los procesos
vitales (mecanismos de regulación de la expresión génica).
Procesos metabólicos: que le permite realizar las transformaciones químicas que hacen
posible los procesos vitales de desarrollo, crecimiento y reproducción.
METABOLISMO
En relación con el metabolismo celular.
Las células se caracterizan por tener un metabolismo propio, el metabolismo celular el cual lo
constituyen todas las reacciones químicas que ocurren al interior de la célula. La célula se
autosustenta gracias a su directa relación con el medio, lo que implica un constante flujo de
materia y energía.
Las reacciones metabólicas se las puede clasificar en anabólicas y catabólicas.
Anabolismo: Corresponde a las reacciones de síntesis donde construyen moléculas complejas a
partir de sustratos simples, lo cual implica un requerimiento de energía por parte de la célula.
Esta energía se utiliza para la formación de enlaces entre los sustratos.
Catabolismo: Corresponde a las reacciones de degradación, en las cuales a partir de moléculas
complejas se originan moléculas simples. Al contrario de lo que ocurre en las reacciones del
anabolismo, aquí se rompen enlaces de las moléculas lo que implica liberación de energía.
En guías posteriores se revisará que la ocurrencia de las reacciones anabólicas y catabólicas del
metabolismo celular, es facilitada por enzimas. Además revisarán los extremos del metabolismo
energético: la respiración celular (catabolismo) y la fotosíntesis (anabolismo).
¿Cómo se clasifican los seres vivos?
Los organismos vivos se agrupan en tres categorías principales llamadas dominios
Archaebacteria, Eubacteria y Eukarya. Tanto las Archaebacterias como las Eubacterias o
Bacterias propiamente tales son procariontes, es decir, organismos carentes de endomembranas
y más simples en su constitución. Las Archaebacterias son las que prosperan en condiciones
extremas, soportan temperaturas superiores a 100º C o inferiores de 0º C, concentraciones
salinas muy altas o pH extremos. Las Eubacterias o simplemente Bacterias son aquellas que
reconocemos como las que causan enfermedades, las descomponedoras o las que se ocupan en
procesos industriales, como por ejemplo, la fabricación del queso o yogurt.
El dominio Eukarya incluye a organismos eucariontes, es decir, formados por células con
estructuras endomembranosas, más complejas y más evolucionadas. Este dominio comprende a los
Protistas (algas y Protozoos), Fungi (Hongo), Planta y Animal
