NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS.

En la materia viva existen varios grados de complejidad, denominados niveles de organización. Dentro de los mismos se pueden diferenciar niveles abióticos (materia no viva) y niveles bióticos (materia viva, es decir con las tres funciones propias de los seres vivos). Los diferentes niveles serían:

1.- Nivel subatómico: integrado por las partículas subatómicas que forman los elementos químicos (protones, neutrones, electrones).

2.- Nivel atómico: son los átomos que forman los seres vivos y que denominamos bioelementos. Del total de elementos químicos del sistema periódico, aproximadamente un 70% de los mismos los podemos encontrar en la materia orgánica. Estos bioelementos los podemos agrupar en tres categorías:

Ø Bioelementos primarios: función estructural

Ø Bioelementos secundarios: función estructural y catalítica.

Ø Oligoelementos o elementos vestigiales : función catalítica.

3.- Nivel molecular: En él se incluyen las moléculas, formadas por la agrupación de átomos (bioelementos). A las moléculas orgánicas se les denomina Biomoléculas o Principios inmediatos. Estos Principios Inmediatos los podemos agrupar en dos categorías, inorgánicos (agua, sales minerales, iones, gases) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).

En este nivel también debemos agrupar las macromoléculas y los virus. Las primeras resultan de la unión de monómeros (aminoácidos, nucleótidos, etc...) y los segundos son la unión de proteínas con ácidos nucleicos.

4.- Nivel celular: donde nos encontramos a la célula (primer nivel con vida). Dos tipos de organizaciones celulares, Eucariota (células animales y vegetales) y Procariota (la bacteria). Los organismos unicelulares (Ej. Protozoos) viven con perfecta autonomía en el medio, pero en ocasiones nos podemos encontrar agrupaciones de células, las colonias, que no podemos considerar como seres pluricelulares por que a pesar de estar formados por miles de células cada una vive como un ser independiente.

5.- Nivel pluricelular: constituido por aquellos seres formados por más de una célula. Surge de la diferenciación y especialización celular. En él encontramos distintos niveles de complejidad: tejidos, órganos, sistemas y aparatos.

Mientras los tejidos son conjuntos de células de origen y forma parecida que realizan las mismas funciones, los órganos son un conjunto de tejidos diferentes que realizan actos concretos.

Los sistemas son conjuntos de órganos parecidos, al estar constituidos por los mismos tejidos, pero que realizan actos completamente independientes. Los aparatos (Ej. aparato digestivo), formados por órganos que pueden ser muy diferentes entre sí (Ej. dientes, lengua, estómago, etc...), realizan actos coordinados

para constituir lo que se llama una función biológica (Ej. nutrición).

6.- Nivel de población: los individuos de la misma especie (aquellos que son capaces de reproducirse entre sí y tener descendencia fértil) se agrupan en poblaciones ( individuos de la misma especie que coinciden en el tiempo y en el espacio).

7.- Nivel de ecosistema: las poblaciones se asientan en una zona determinada donde se interrelacionan con otras poblaciones (COMUNIDAD O BIOCENOSIS) y con el medio no orgánico (Biotopo). Esta asociación configura el llamado ECOSISTEMA, objeto deestudio de los biólogos. Los ecosistemas son tan grande o tan pequeño como queramos, sin embargo el gran ecosistema terrestre lo forman la Biosfera (biocenosis) y el astro Tierra (biotopo).

NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE SERES VIVOS

NIVELES COMPONENTES RAMAS BIOLOGÍASubatómico Partículas subatómicas -Atómico Átomos -

Molecular

Moléculas

Macromoléculas

Orgánulos celulares

Virus

Bioquímica

Biofísica

Citología

Virología

Celular

Célula

Seres unicelulares

Colonias

Microbiología

Citología

Pluricelular Seres pluricelulares

Sistemas Aparatos

Órganos

Tejidos

Taxonomía

Genética

Fisiología

Botánica

Organografía

Paleontología

Zoología

Embriología

Anatomía

Histología

De población Poblaciones

Genética de poblaciones

Zoogeografía

Evolución

Etología

De ecosistema

Biosfera

Biocenosis

Ecosistema

Ecología

Célula

Por tanto, podemos definir a la célula como la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. Como tal posee una membrana de fosfolípidos con permeabilidad selectiva que mantiene un medio interno altamente ordenado y diferenciado del medio externo en cuanto a su composición, sujeta a control homeostático, la cual consiste en biomoléculas y algunos metales y electrolitos. La estructura se automantiene activamente mediante el metabolismo, asegurándose la coordinación de todos los elementos celulares y su perpetuación por replicación a través de un genoma codificado por ácidos nucleicos. La parte de la biología que se ocupa de ella es la citología.Una célula (del latín cellula, diminutivo de cellam, celda, cuarto pequeño) es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares. En estos últimos el número de células es variable: de unos pocos cientos, como en algunos nematodos, a cientos de billones (1014), como en el caso del ser humano. Las células suelen poseer un tamaño de 10 µm y una masa de 1 ng, si bien existen células mucho mayores.La teoría celular, propuesta en 1839 por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann, postula que todos los organismos están compuestos por células, y que todas las células derivan de otras precedentes. De este modo, todas las funciones vitales emanan de la maquinaria celular y de la interacción entre células adyacentes; además, la tenencia de la información genética, base de la herencia, en su ADN permite la transmisión de aquélla de generación en generación.2

La aparición del primer organismo vivo sobre la Tierra suele asociarse al nacimiento de la primera célula. Si bien existen muchas hipótesis que especulan cómo ocurrió, usualmente se describe que el proceso se inició gracias a la transformación de moléculas inorgánicas en orgánicas bajo unas condiciones ambientales adecuadas; tras esto, dichas biomoléculas se asociaron dando lugar a entes complejos capaces de autorreplicarse. Existen posibles evidencias fósiles de estructuras celulares en rocas datadas en torno a 4 o 3,5 miles de millones de años

(giga-años o Ga.).3 4 Las evidencias de la presencia de vida basadas en desviaciones de proporciones isotópicas son anteriores (cinturón supracortical de Isua, 3,85 Ga.).Existen dos grandes tipos celulares: las procariotas (que comprenden las células de arqueas y bacterias) y las eucariotas (divididas tradicionalmente en animales y vegetales, si bien se incluyen además hongos y protistas, que también tienen células con propiedades características).

LA CÉLULA EUCARIOTA (VEGETAL Y ANIMAL)

La célula es la unidad más elemental de cualquier ser vivo, de tal forma que aunque a simple vista parezcan estructuras muy simples en realidad están altamente organizadas en su interior, constituidas por diferentes orgánulos.Se distinguen 2 modelos de organización: procariotas y eucariotas.

Las bacterias son las células procariotas típicas formadas por estructuras simples y no poseen núcleo.

Por otro lado las células eucariotas son células más grandes y complejas que además sí poseen núcleo delimitado por una membrana. Éstas células forman parte de los tejidos que componen las células animales y vegetales.

Cada animal o planta puede estar formado por una o muchos millones de células, de tal forma que existen gran variedad de tipos de células.

La célula animal está formada por una membrana celular, el citoplasma, el núcleo, los ribosomas, las mitocondrias, el retículo endoplasmátco, los lisosomas, las vacuolas, los centrosomas y el aparato de golgi.La membrana celular está formada por lípidos, proteínas y glúcidos, y su función es proteger a la célula del medio externo, en su interior se encuentra el citoplasma y el núcleo celular.El núcleo cumple la función de almacenar la información genética mientras que el citoplasma se encarga de albergar a todos los orgánulos.Las mitocondrias se encargan de aportar la energía necesaria a la célula y realizan muchas otras tareas del metabolismo celular.

El retículo endoplasmático es una red interconectada de sáculos, tubos y cisternas interconectados entre sí que se encargan de la síntesis de proteínas, síntesis de lípidos y transporte de sustancias.Los ribosomas suelen estar pegados al retículo endoplasmático y se encargan de la síntesis de proteinas.Los lisosomas son vesículas relativamente grandes con enzimas hidrolíticos por lo que se encargan de la digestión celular.Las vacuolas son orgánulos que se encuentran en el citoplasma y su función es almacenar sustancias. El aparato de golgi está formado por unos sacos aplanados rodeados de membrana y se encarga de transportar proteínas y lípidos.

Los centrosomas están formados por dos cilindros perpendiculares llamados centriolos y su función es la división celular.

La célula vegetal estaría formada por la membrana celular y la pared celular, el citoplasma, los cloroplastos, mitocondrias, retículo endoplasmático, el núcleo, una única vacuola, el aparato de golgi y los ribosomas.

Por lo tanto, a grandes rasgos, las principales diferencias entre las células animales y vegetales, son que estas últimas poseen cloroplastos, pared celular y una única vacuola grande, y a diferencia de las células animales no tiene centrosomas.

La pared celular rodea a la membrana celular, dándole una mayor protección a la célula.

Los cloroplastos son los orgánulos característicos de las células vegetales encargadas de realizar la fotosíntesis.

Tipos de células

Se llama procariotas (del griego πρό, pro = antes de y κάρυον, karion = núcleo) a las células sin núcleo celular diferenciado, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en el citoplasma, reunido en una zona denominada Nucleoide. Las células que sí tienen un núcleo, es decir, con el ADN dentro de un compartimiento rodeado de membranas, se llaman eucariotas.

Casi sin excepción los organismos basados en células procariotas son unicelulares, formados por una sola célula. Además, el término procariota hace referencia a los organismos del reino Prokaryota, cuyo concepto coincide con el reino Monera de las clasificaciones de Copeland o Whittaker que, aunque obsoletas, son aún muy populares.

Archaea

Las arqueas o arqueobacterias, (Et: del griego ἀρχαῖα, arjaía: las antiguas, singular: arqueon, arqueonte o arqueota) son un grupo de microorganismos unicelulares pertenecientes al dominio Archaea. El término arquibacteria es una denominación desestimada. Las arqueas, como las bacterias, son procariotas1 que carecen de núcleo celular o cualquier otro orgánulo dentro de las células. En el pasado, se las consideró un grupo inusual de bacterias, pero como tienen una historia evolutiva independiente y presentan muchas diferencias en su bioquímica respecto al resto de formas de vida, actualmente se las clasifica como un dominio distinto en el sistema de tres dominios.2 En este sistema, presentado por Carl Woese, las tres ramas evolutivas principales son las arqueas, las bacterias y los eucariotas. Las arqueas están subdivididas en cuatro filos, de los cuales dos, Crenarchaeota y Euryarchaeota, son estudiados más intensivamente. En general, las arqueas y bacterias son bastante similares en forma y en tamaño, aunque algunas arqueas tienen formas muy inusuales, como las células planas y cuadradas de Haloquadra walsbyi. A pesar de esta semejanza visual con las bacterias, las arqueobacterias poseen genes y varias rutas metabólicas que son más cercanas a las de los eucariotas, en especial en las enzimas implicadas en la transcripción y la traducción. Otros aspectos de la bioquímica de las arqueobacterias son únicos, como los éteres lipídicos de sus membranas celulares. Las arqueas explotan una variedad de recursos mucho mayores que los eucariotas, desde compuestos orgánicos comunes como los azúcares, hasta el uso de amoníaco,3 iones de metales o incluso hidrógeno como nutrientes. Las arqueas tolerantes a la sal (las halobacterias) utilizan la luz solar como fuente de energía, y otras especies de arqueas fijan carbono,4 sin embargo, a

diferencia de las plantas y las cianobacterias, no se conoce ninguna especie de arquea que sea capaz de ambas cosas. Las arqueas se reproducen asexualmente y se dividen por fisión binaria,5 fragmentación o gemación; a diferencia de las bacterias y los eucariotas, no se conoce ninguna especie de arquea que forme esporas.6 Originalmente, las arqueas se consideraban extremófilos que vivían en ambientes severos, como aguas termales y lagos salados, pero posteriormente se les ha observado en una gran variedad de hábitats, como suelos, océanos y humedales. Las Archaea son especialmente numerosas en los océanos, y las que se encuentran en el plancton podrían ser uno de los grupos de organismos más abundantes del planeta. Actualmente se consideran una parte importante de la vida en la Tierra y podrían jugar un papel importante tanto en el ciclo del carbono como en el ciclo del nitrógeno. No se conocen ejemplos claros de arqueas patógenas o parásitas, pero suelen ser mutualistas o comensales. Son ejemplos las arqueas metanógenas que viven en el intestino de los humanos y los rumiantes, donde están presentes en grandes cantidades y contribuyen a digerir el alimento. Las arqueas tienen su importancia en la tecnología, hay metanógenos que son utilizados para producir biogás y como parte del proceso de depuración de aguas, y las enzimas de arqueas extremófilas son capaces de resistir temperaturas elevadas y solventes orgánicos, siendo por ello utilizadas en biotecnología.