Euglena: ¿planta o animal?

Este género de más de 1.000 especies está compuesto de microorganismos flagelados unicelulares que presentan características tanto de plantas como de animales. Estos organismos han sido considerados en algunas ocasiones algas y en otras protozoos.

clasificación

Reino: Protista

Filo: Euglenophycota

Clase: Euglenophyceae

Orden: Euglenales

Familia: Euglenaceae

Género: Euglena (Ehrenberg, 1838)

La euglenas se identifican, entre otras cosas, por la presencia de una mancha ocular formada por pigmentos que absorben la luz.

características

Presenta una célula alargada de 15–500 micrómetros y un núcleo celular. Dentro de ella también se encuentran numerosos cloroplastos que contienen clorofila, una vacuola contráctil, una mancha ocular y uno o dos flagelos.

A diferencia de las células vegetales, la euglena carece de una pared de celulosa rígida y tiene una envoltura protéica flexible que le permite cambiar de forma y le da protección.

Aunque la mayoría de las especies realizan la fotosíntesis, también se alimentan de otros organismos a través de un proceso llamado fagocitosis.

La euglena se reproduce asexualmente a través de un proceso conocido como fisión binaria.

Bajo el microscopio

Por ser un organismo unicelular, no puede verse a simple vista. Por esta razón se debe utilizar un microscopio compuesto para observarla y estudiarla.

La euglena se puede encontrar en estanques y superficies de aguas poco profundas que contienen material orgánico. Por lo tanto, se pueden recoger y preparar fácilmente para su visualización.

La especie más observada en las demostraciones de laboratorio es la Euglena gracilis.

Forma y flagelos

Bajo el microscopio la euglena aparece como un organismo unicelular alargado que se mueve rápidamente a través de la superficie del campo. El cuerpo de este organismo generalmente tiene un extremo redondeado y uno puntiagudo.

El extremo redondeado es a menudo la parte principal de la cual surge la llamada cola en forma de látigo que se conoce como flagelo.

Aunque a menudo se ve un flagelo, las euglenas tienen dos flagelos y uno de estos generalmente se oculta en una parte conocida como reservorio.

El flagelo más largo y visible que se encuentra ubicado en el extremo anterior se mueve rápidamente, lo que hace posible que estos organismos se desplacen a través de la superficie del agua.

Membrana

A diferencia de la mayoría de las células vegetales, este organismo no tiene una pared celular. Los orgánulos y el citoplasma están unidos por una membrana plasmática que facilita el movimiento.

La observación de la euglena bajo un microscopio electrónico ha revelado la presencia de una película compuesta por una capa protéica debajo de la membrana plasmática.

La presencia de esta delgada capa protege la membrana celular y también ayuda a mantener su forma. Además, debido a su naturaleza flexible, facilita el movimiento.

Mancha ocular

Una observación más cercana del organismo revela a través del microscopio una mancha rojiza en la parte anterior. Este es un orgánulo compuesto de gránulos de carotenoides que le permiten sentir y moverse hacia la luz solar.

La mancha ocular también ayuda a filtrar la longitud de onda de la luz que llega al cuerpo paraflagelar, que es la estructura de detección de luz que se encuentra en la base del flagelo.

El movimiento corporal del organismo hacia la fuente de luz donde ocurre la fotosíntesis se conoce comúnmente como fototaxis positiva.

Clorofila

Además de la mancha ocular, también se logra notar bajo el microscopio unas manchas oscuras y verdosas en todo el cuerpo del organismo.

Algunos de estos puntos son cloroplastos que contienen clorofila, lo que produce el tono verde y es responsable de la fotosíntesis. Esto generalmente se conoce como clorofila A.


¿Sabías qué...?
Algunas euglenas tienen clorofila A y B. La clorofila B produce un color verde azulado y mejora la absorción de luz requerida para la fotosíntesis.

El cloroplasto en el organismo atrapa la luz solar que se utiliza para fabricar su alimento a través de la fotosíntesis. Este proceso se puede resumir de la siguiente manera:

Dióxido de carbono + agua, glucosa y oxígeno (en presencia de luz solar)

Aunque son capaces de fabricar su propio alimento, también se alimentan de otros organismos al envolverlos en sus membranas celulares a través de un proceso conocido como fagocitosis. 

Fagocitosis

En este proceso, el organismo envuelve la partícula de alimento en una vacuola para ser digerida a través de la liberación de ciertas enzimas. Las euglenas también tiene una vacuola contráctil que ayuda a recolectar y eliminar el exceso de líquidos de la célula. Esto evita que la célula ingiera demasiada agua, para evitar que la misma colapse y se rompa.

Reproducción

Este organismo se reproduce de forma asexual a través de un proceso conocido como fisión binaria. Este proceso comienza cuando la euglena replica su ADN y se expande en tamaño. Luego se divide por la mitad y crea dos organismos completos, cada uno con ADN idéntico.

La parte más importante de la fisión binaria es la división del núcleo donde se encuentra el material genético, que se produce a través de la mitosis que consta de cuatro etapas.

La célula

Ocultas más allá de las limitaciones de la visión humana, las células han permitido dar origen a los seres más complejos de nuestro planeta.

Células vistas desde un microscopio.

Muchas veces es difícil asimilar que la vida comience en elementos tan pequeños, completamente imperceptibles para el ojo humano. Sin embargo, la ciencia ha permitido que accedamos a este conocimiento mediante microscopios cada vez más refinados, logrando que el reino celular quede a nuestro alcance para ser estudiado en profundidad.

La célula puede definirse como la unidad fundamental de los organismos vivos capaz de reproducirse independientemente. Esto no sólo quiere decir que con ella se inicia la vida, sino que además su presencia es requisito para el desarrollo de otros seres vivos más complejos.

Dentro de una célula se llevan a cabo una gran cantidad de funciones vitales en las que participan los distintos elementos que la conforman, al servicio de tareas particulares como la reproducción, la respiración, la nutrición o el crecimiento. En este sentido puede decirse que cada una de ellas es una unidad funcional en sí misma, pero como no todas son capaces de sobrevivir solas, tienden a unirse con otras para formar órganos o tejidos.

Debido a la gran variedad de funciones y a la capacidad de adaptarse que tienen las células, las mismas pueden ser de diversos tamaños y colores, a pesar de que posean los mismos elementos constitutivos entre sí. Por otro lado, todas ellas poseen en su interior la información genética necesaria para poder heredar sus características, por lo que una célula puede dar origen a otras con propiedades semejantes a ella.

Esquema de una célula típica.

El origen de la vida

Si bien la ciencia no ha podido establecer el momento en que aparecieron por primera vez células vivas en el planeta, diversos estudios han permitido estimar un tiempo aproximado, valiéndose de las escalas temporales construidas gracias a antiguos restos encontrados en diversas partes de la Tierra.

Los fósiles más antiguos que se hallaron han sido organismos similares a las bacterias que conocemos en la actualidad, y su origen se remonta aproximadamente a 3.500 millones de años, es decir, unos 1.100 millones de años después de que se conformara el planeta.

Sin embargo, se han encontrado algunos indicios de vida anteriores (aproximadamente 3.800 millones de años de antigüedad) que si bien no se han constituido en restos fosilizados de organismos, han dejado restos rastreables de su actividad química. El hallazgo se realizó en la isla de Isua (oeste de Groenlandia) y luego de diversos estudios permitió afirmar que los organismos responsables de la actividad observada habrían surgido antes de una importante lluvia de meteoritos que sufrió la superficie terrestre en aquel entonces.

A pesar de estos indicios, no resulta sencillo determinar el modo ni el tiempo exacto en el cual, hace millones de años, algún cúmulo de elementos diversos dispuestos en el planeta pudo comenzar a tener vida.

Organismo pluricelular.

Los organismos unicelulares y pluricelulares

Una forma de clasificar los organismos es de acuerdo a la cantidad de células que los conforman. En este sentido podemos hablar de aquellos que están constituidos por una única célula, mientras que otros se encuentran formados por millones de ellas.

Los primeros se denominan unicelulares y tienen la capacidad de realizar la totalidad de las funciones necesarias para asegurar su subsistencia. El volumen, forma y características varían según se trate de una bacteria, un alga, un hongo o un protozoo.

Por otro lado, hablamos de organismos pluricelulares cuando nos referimos a aquellos que se encuentran formados por miles o millones de células que se desarrollan en forma conjunta y que provienen de una única célula inicial. Entre ellos se encuentran los animales, las plantas, las algas y los hongos.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que la principal diferencia que se presenta entre las células eucariotas unicelulares y las pluricelulares, es que estas últimas tienen la capacidad de especializarse, pudiendo realizar cada una de ellas una función específica.

Se estima que los primeros organismos pluricelulares aparecieron hace aproximadamente unos 800 millones de años. Los diferentes organismos multicelulares como los hongos, las plantas, los animales y algunos protistas multicelulares, se originaron mediante organismos eucariotas formados por una célula, con los cuales comparten algunas características como la de sus membranas celulares y la de sus organelas.

Netrium, un alga Unicelular.

Células procariotas y eucariotas

Como ya se mencionó anteriormente, no todas las células son iguales, por lo que para clasificarlas se han seguido diferentes parámetros. Siguiendo esta línea deben introducirse dos nuevos conceptos:

• Las células procariotas se caracterizan por ser las más diminutas y las que poseen el modo de organización más simple, encontrándose en bacterias y cianobacterias. No poseen núcleo, por lo que su información genética, que consiste en una molécula de ADN circular, se encuentra directamente dispuesta sobre el citoplasma.

Por otra parte, este tipo de células posee una pared en su exterior que rodea a la membrana plasmática, impidiendo el crecimiento desproporcionado de la misma y otorgándole forma y rigidez.

• Las células eucariotas tienen núcleo y cuentan con un volumen mucho mayor que el de las procariotas. Pueden hallarse tanto en animales y plantas como en los protozoos, las algas y los hongos, es decir, pueden ser de tipo animal o vegetal. El núcleo se encuentra separado del citoplasma por medio de una doble membrana porosa que posibilita el intercambio entre ellos.

Célula procariota.

Células vegetales y animales

Otra forma de clasificar a las células es en animales y vegetales. Si bien a grandes rasgos son muy similares existen notables diferencias entre ellas, especialmente en lo que respecta a la pared celular, los cloroplastos y las vacuolas:

• Pared celular: las células vegetales poseen una membrana plasmática, pero a diferencia de las animales cuentan también con una pared celular que les otorga mayor rigidez.

• Cloroplastos: dentro de las células vegetales existen estas organelas que poseen clorofila en su interior, un pigmento que otorga a las plantas su característico color verde, y que es fundamental para llevar a cabo el
proceso de fotosíntesis.

• Vacuolas: son una especie de saco constituido por una membrana, cuya función es la de almacenar agua, azúcares, sales y otros compuestos, además de contribuir con el sustento de la estructura celular. En las células vegetales existe una única vacuola de gran tamaño pero en las animales son más pequeñas y se presentan en cantidades mayores.

Para ver en detalle la constitución de una célula animal y el detalle de los elementos que la componen, puede consultarse la infografía relacionada con el tema en la página 95.

Estructura de célula animal.
Estructura célula vegetal.

La reproducción celular

Las células se reproducen para formar otras nuevas por medio de un proceso de división que les permite repartirse en dos semejantes a ella. Cuando se trata de un organismo unicelular, la multiplicación celular aumenta el número de individuos, pero cuando se trata de organismos pluricelulares, el proceso permite el crecimiento y desarrollo de los diferentes tejidos que lo conforman, así como el remplazo de las células muertas o dañadas.

La división celular no es en todos los casos igual. La forma de reproducción que encontramos en organismos como bacterias y ciertos organismos eucariotas, como las levaduras, es la fisión binaria o bipartición, mientras que en el resto de las células eucariotas la reproducción ocurre por mitosis y meiosis.

Esquema de división celular.

BIPARTICIÓN

Denominamos fisión binaria o bipartición al mecanismo por medio del cual se realiza la división celular en organismos, como los procariotas (bacterias), los protistas y las levaduras. Mediante este proceso las células se dividen en dos partes similares.

Antes de que se produzca la bipartición, la célula madre debe duplicar su material genético, el ADN. Luego se reparte de igual forma entre las dos células hijas que serán genéticamente idénticas a la original.

Luego, tiene lugar la separación del citoplasma de la célula por medio de un proceso denominado “citocinesis” que logra finalmente originar a dos células hijas.

Mitosis

Es la división celular que realizan las células eucariotas. Al igual que la fisión binaria tiene por objetivo distribuir el material genético previamente duplicado para originar dos células hijas.

Este mecanismo de multiplicación, se lleva a cabo en varios pasos o fases que permiten compactar los filamentos de ADN y formar los cromosomas.

Luego de que los cromosomas se han duplicado y separado quedan ubicados en extremos diferentes de la célula. Pero la separación final ocurre con la citocinesis que divide la totalidad del citoplasma para producir las dos células hijas.

Representación de la mitosis.

Meiosis

A diferencia de la mitosis, durante la meiosis se producen cuatro células de una, conteniendo cada una la mitad del número de cromosomas que la progenitora. Es un proceso propio de aquellas células que pertenecen a individuos pluricelulares con reproducción sexual, y que dan lugar a la fusión entre las células sexuales masculina y femenina. A diferencia de las restantes células del individuo, las células sexuales que cuentan con la mitad de cromosomas.

Cianobacterias: bacterias fotosintéticas

Las cianobacterias, aunque sean organismos capaces de realizar la fotosíntesis, no pertenecen al reino Plantae, pertenecen al reino Monera o reino de las bacterias, ya que poseen características que las acercan más a este grupo.

¿Qué son las cianobacterias?

Las cianobacterias, también conocidas como algas verde azules, son uno de los grupos de bacterias más grandes e importantes de nuestro planeta. Son capaces de realizar la fotosíntesis, se encuentran en lagos de agua dulce, arroyos, océanos, suelo húmedo y rocas humedecidas y tienen diversas características:

  • Son de tamaño microscópico.
  • Son unicelulares, aunque a menudo crecen en colonias lo suficientemente grandes como para verlas a simple vista.
  • Las cianobacterias son parientes de las bacterias, por lo tanto no son eucariotas ni son algas verdaderas, aunque su nombre común sea algas verdeazules.
  • Son autótrofas, es decir, tienen la capacidad de fabricar su propio alimento mediante la fotosíntesis.
  • Viven principalmente en medios acuáticos.
Cianobacterias unicelulares.
¿Sabías qué...?
Las cianobacterias tienen la distinción de ser los fósiles más antiguos conocidos, de hecho tienen más de 3.5 mil millones de años de edad.

Las cianobacterias han sido tremendamente importantes en la configuración del curso de la evolución y el cambio ecológico en la historia de la Tierra. La atmósfera de oxígeno de la que dependemos fue generada por numerosas cianobacterias durante las eras arcaicas y proterozoicas. Antes de ese momento, la atmósfera tenía una química muy diferente, inadecuada para la vida como la conocemos hoy en día.

Muchos depósitos de petróleo se atribuyen a la actividad de las cianobacterias, también son proveedores importantes de fertilizantes de nitrógeno en el cultivo de arroz y frijoles.

Las cianobacterias y el origen de las plantas

Otra de las grandes contribuciones de las cianobacterias en el planeta, es que dieron paso al origen de las plantas. El cloroplasto con el que las plantas producen alimentos para sí mismas es en realidad una cianobacteria que vive dentro de las células de la planta.

En algún momento a finales del Proterozoico, o del Cámbrico temprano, las cianobacterias comenzaron a establecerse dentro de ciertas células eucariotas, ellas le daban alimento al huésped eucarionte a cambio de un hogar, este evento se conoce como endosimbiosis

¿Cómo es la morfología de las cianobacterias?

De acuerdo a la especie, las cianobacterias pueden tener diversas morfologías celulares. Pueden variar en tamaño, de 0,1 micrómetros a 40 micrómetros, con respecto a su forma, son ampliamente diversas, algunas especies viven como células individuales, mientras que otras forman colonias de muchas células.

En su mayoría son filamentosas, es decir, están formadas por cadenas largas y rectas de células o muchas cadenas de ramificación. Algunas especies filamentosas tienen además células especiales llamadas heterocistos, las cuales capturan el nitrógeno de la atmósfera y lo transforman en formas químicas que pueden ser utilizadas por las cianobacterias.

Las cianobacterias tiene la capacidad de fijar nitrógeno atmosférico.

¿Dónde habitan las cianobacterias?

Se pueden encontrar en casi todos los ambientes, por lo general pueden sobrevivir en cualquier lugar donde haya suficiente luz para realizar la fotosíntesis. También se pueden encontrar en lugares húmedos donde haya líquenes, helechos y hepáticas, ya que algunas viven en simbiosis con ellos.

Con moderación, las cianobacterias proporcionan equilibrio para un ecosistema de agua saludable.

Las cianobacterias pueden sobrevivir en el suelo o en la superficie de las rocas y tienen la capacidad de permanecer latentes en sequía y despertarse en periodos de lluvia para poder dividirse y crecer. Otras especies pueden vivir en ambientes marinos cálidos y poco profundos o flotar libremente en cuerpos de agua dulce ricos en nutrientes.

Cianobacterias en superficie húmeda.

Florecimiento de las cianobacterias y sus consecuencias

Aunque las cianobacterias son necesarias en muchos cuerpos de agua debido a que proporcionan oxígeno y son una fuente de alimento para otras especies marinas. A causa de razones tales como el cambio climático y lo contaminación, pueden proliferar en exceso.

Cuerpo de agua cubierto de una capa de cianobacterias.

Cuando hay suficiente sol, el agua está caliente, estancada o se mueve lentamente y hay suficientes nutrientes como fósforo y nitrógeno, se crea un ambiente idóneo para su florecimiento o rápida división celular, lo que puede ser perjudicial para otros organismos ya que, como forman una capa en la superficie del agua, conducen a un agotamiento de oxígeno, poca entrada de luz y presencia de toxinas dañinas, así como problemas de mal olor y sabor del agua.

Toxicidad de las cianobacterias

Existen muchos géneros que liberan toxinas dañinas para los organismos, los géneros más comunes son Microcystis, Anabaena y Aphanizomenon. Dichas toxinas pueden atacar las células, el hígado o el sistema nervioso de los seres vivos.

Géneros comunes de cianobacterias

  • Spirulina: es un tipo de cianobacteria, perteneciente al orden Chroococcales, era conocida como el género en base al cual se hacia el suplemento alimenticio spirulina, sin embargo, en la actualidad, la cianobacteria con la que se hace este tratamiento es Arthrospira.
  • Athospira: es una cianobacteria perteneciente al orden Oscillatoriales, su importancia económica es que es un alimento muy saludable y se utiliza como suplemeto.
Suplemento alimenticio a base de Athospira.
  • Anabaena: es una cianobacteria filamentosa perteneciente al orden Nostocales, algunos de ellos presentan heterocistos, con los que tienen la capacidad de fijar nitrógeno.
  • Nostoc: es un género de cianobacterias pertenecientes al género Nostocales, pueden ser micro o macroscópicas y son de forman esférica, también presentan heterocistos.