CAPÍTULO 7 / TEMA 2

Procariotas: dominio Bacteria, reino Monera

Inicialmente, las bacterias fueron consideradas tanto animales como plantas u hongos primitivos, pero en la actualidad se las conoce como los organismos procarióticos más simples que evolucionaron hace unos 3.500 millones de años y quedaron únicamente bajo el reino Monera.

Monera deriva de la palabra griega moneres, que significa “único”.

CARACTERÍSTICAS GENERALES

  • Todos los organismos son procariotas.
  • Es el grupo más primitivo de organismos.
  • No tienen membrana nuclear.
  • El cromosoma es único y circular.
  • Carecen de organelos celulares unidos a la membrana. El retículo endoplásmico y las mitocondrias están ausentes.
  • Se reproducen mediante la formación de esporas y la fisión binaria.
Las bacterias se replican cada 20 o 40 minutos.
  • Pueden ser aeróbicos o anaeróbicos.
  • Tienen tres formas: esférica, varilla y espiral.
  • Debido a la versatilidad de su hábitat, las bacterias son los organismos más abundantes.
¿Sabías qué?
Las bacterias se encuentran en todas partes y en grandes cantidades, en un gramo de suelo hay aproximadamente 40 millones de bacterias.

CARACTERÍSTICAS RELACIONADAS CON OTROS REINOS

Plantas:

  • Tienen pared celular rígida.
  • Algunas células bacterianas se unen para formar algas como filamento simple.
  • Algunas tienen la capacidad de asimilación de carbono y forman sustancias orgánicas.
  • Sintetizan algunas enzimas y vitaminas.
¡No todas son perjudiciales!

Generalmente, cuando escuchamos hablar de las bacterias pensamos en gérmenes y enfermedades, pero no todas son malas: la mayoría no causan enfermedades, de hecho, muchas de ellas son de gran ayuda para los humanos y otros organismos.

Hongos:

  • Pared celular contiene N-acetilglucosamina (NAG).
  • Ausencia de clorofila.
  • Nutrición parasitaria o saprófita.
  • Reproducción por fisión.

Animales:

  • Ausencia de vacuola verdadera.
  • Nutrición heterotrófica.
  • Glucógeno como sustancia de reserva.
  • Motilidad o locomoción. Las bacterias lo hacen a través de cilios o flagelos.
La bacteria Staphylococcus aureus puede causar infecciones de la piel, sinusitis e intoxicación alimentaria.

CLASIFICACIONES DENTRO DEL REINO MONERA

Se clasifican en dos grupos:

Archaebacteria: son organismos que viven en condiciones extremas, también se los conoce como extremófilos. Estas bacterias carecen de pared celular, su membrana celular está formada por diferentes lípidos y sus ribosomas son similares a los de los eucariotas.

Las arqueobacterias tienen su propia clasificación basada en su hábitat: termófilos, halófilos y metanógenos.

Eubacteria: son las llamadas bacterias verdaderas. El rasgo característico es la presencia de pared celular rígida y, por lo general, la existencia de un flagelo móvil que ayuda a la locomoción. Estos organismos se caracterizan por su nutrición y sus formas.

Forma de las bacterias

Esféricas (cocos)

Varilla (bacilos)

Espiral (espiroquetas)

Según el modo de nutrición, las bacterias se clasifican en autótrofas y heterótrofas.

Autótrofas: producen sus propios alimentos.

Las bacterias autótrofas pueden ser quimiosintéticas o fotosintéticas.

Las quimiosintéticas son aquellas que fabrican su propio alimento mediante la oxidación de sustratos inorgánicos como nitritos, nitratos y amoníaco.

Las bacterias fotosintéticas fabrican su propio alimento mediante el proceso de fotosíntesis. Las cianobacterias o algas verde-azul tienen clorofila similar a las plantas y, por lo tanto, son autótrofos fotosintéticos.

Heterótrofas: dependen de otros organismos para su nutrición.

La Escherichia coli es un ejemplo de bacteria con nutrición heterotrófica.

También pueden ser parásitas o saprófitas. Las primeras dependen del huésped para alimentarse y por lo general le causan daño; y las segundas se alimentan de materia muerta.

Relación

Las bacterias están en relación mutua con otros organismos, la simbiosis que ocurre entre ellos puede ser de mutualismo o comensalismo.

Clasificación según la tinción de Gram

La tinción de Gram es una prueba en las paredes celulares desarrollada por Hans Christian Gram. Este método ayuda a clasificar las bacterias en Gram positivas y Gram negativas.

Bacterias Gram positivas: la pared celular está formada por un complejo de proteínas y azúcar.

Las bacterias Gram positivas adquieren un color púrpura durante la tinción de Gram.

Bacterias Gram negativas: tienen una capa adicional de lípidos en el exterior de la pared celular y aparecen de color rosa durante el procedimiento.

IMPORTANCIA BIOLÓGICA

El reino de Monera incluye todas las bacterias que pueden infectar a animales, humanos y plantas, pero la mayoría de los miembros se denominan bacterias beneficiosas en lugar de bacterias patógenas. Este tipo de bacterias realizan las siguientes funciones:

  • Destruyen organismos que causan enfermedades patógenas.
  • Descomponen algas e incluso pueden reciclar contaminantes químicos como el sulfuro de hidrógeno y el amoniaco.
  • Crecen en los nódulos de la raíz de plantas ayudan a descomponer el nitrógeno atmosférico en nitrógeno fijo.
¿Sabías qué?
Una gota de agua contiene aproximadamente 50 mil millones de bacterias.
  • La bacteria que forma parte de la flora natural de los intestinos es muy importante para una digestión adecuada.
  • Algunas bacterias que tienen capacidad para dividirse rápidamente pueden ser diseñadas biológicamente para la producción de proteínas terapéuticas como insulina, factores de crecimiento y anticuerpos.
La producción de antibióticos como la estreptomicina es útil para el tratamiento de infecciones.

IMPORTANCIA SANITARIA E INDUSTRIAL

  • La capacidad de las bacterias para degradar la variedad de compuestos orgánicos se ha utilizado en el procesamiento de gestión de residuos y la biorregeneración.
  • Las bacterias del ácido láctico como Lactobacillus y Lactococcus se han utilizado en el proceso de fermentación durante miles de años.
  • En el control de plagas, las bacterias se pueden utilizar en lugar de los plaguicidas, ya que la producción y aplicación de estos pesticidas es más benigna con el medio ambiente.
Probióticos

Los probióticos son bacterias vivas y levaduras que se caracterizan por tener varios beneficios para la salud. Por lo general, se agregan a los yogures o se toman como suplementos alimenticios y a menudo se describen como bacterias buenas o amigables.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “La vida en tamaño súper pequeño”

Este recurso te permitirá obtener más información acerca de un gran grupo de seres vivos de tamaño considerablemente pequeño, con material genético y conformación simple que sólo pueden ser observados bajo un microscopio.

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Vídeo “Reino Monera”

Este video te permitirá conocer las características del grupo de microorganismos pertenecientes a este reino.

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Infografía “Bacterias”

Con este recurso podrás ilustrar la información sobre estos organismos unicelulares procariotas que abundan en la naturaleza.

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CAPÍTULO 7 / REVISIÓN

DIVERSIDAD Y CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS | ¿qué aprendimos?

Clasificación de los seres vivos

La clasificación de los seres vivos comenzó como un sistema jerárquico que dividió a todos los organismos conocidos en plantas y animales. Este modelo fue reemplazado en el siglo XVIII por Carlos Linneo, quien realizó una división en reinos y los estructuró en cinco niveles: clase, orden, género, especie y variedad. Luego se empleó el sistema de clasificación binomial para nombrar a los organismos, pero fue Robert H. Whittaker quien postuló una clasificación de cinco reinos llamados Monera, Protista, Fungi, Plantae y Animalia. El sistema de cinco reinos no está en uso en la actualidad, en cambio, lo que ahora se emplea es un sistema de seis reinos: Animalia, Plantae, Fungi, Protista, Monera y Archaea.

La complejidad de la estructura celular fue uno de los criterios que Whittaker tuvo en cuenta para la clasificación.

Procariotas: dominio Bacteria, reino Monera

Las bacterias son los organismos procarióticos más simples, y presentan características como: ausencia de membrana nuclear, cromosoma único y circular, carencia de organelos celulares y reproducción por formación de esporas o fisión binaria. Inicialmente, las bacterias fueron consideradas animales, plantas y hongos. Se clasifican de varias maneras, pero la más importante consta de dos grupos principales: Archaebacteria y Eubacteria. Las primeras son organismos que viven en condiciones extremas y carecen de pared celular; las segundas son las llamadas bacterias verdaderas. Su rasgo característico es la presencia de pared celular rígida.

La bacteria que naturalmente forma parte de la flora intestinal es muy importante para una digestión adecuada.

Procariotas: dominio Archaea, reino Archaebacteria

Las arqueobacterias surgieron cuando la Tierra se encontraba en sus primeros años de existencia y las condiciones reinantes eran extremas. Tienen una estructura más parecida a la de los eucariotas que a la de las bacterias. Tienen un solo cromosoma redondo, como las bacterias, pero su transcripción genética es similar a la que ocurre en los núcleos de las células eucariotas. Hay tres tipos principales: Crenarchaeota, que son organismos extremadamente tolerantes al calor y a ambientes muy ácidos; Euryarchaeota, que son organismos que pueden sobrevivir ambientes con 10 veces la concentración de sal del mar y que reducen el CO2; y Korarchaeota, que es el linaje más antiguo pero menos comprendido, y que presenta genes diferentes a los de los grupos anteriores.

Organismos como Methanobacterium ruminantium están presentes en el sistema digestivo de los animales rumiantes y ayudan a la digestión de la celulosa.

Eucariotas: dominio Eukarya, reino Protista o Protoctista

El término protista fue introducido por Ernst Haeckel. Este reino forma un vínculo entre otros reinos de plantas, animales y hongos. Son generalmente organismos eucariotas simples, unicelulares, aunque algunos son coloniales y otros multicelulares. Principalmente son de naturaleza acuática y realizan el movimiento mediante flagelos o cilios. Algunos protistas son semejantes a los animales y se conocen como protozoos; otros, son similares a plantas, y tienen clorofila. Entre estos últimos se encuentran las algas verdes, rojas, pardas, doradas y fuego. Por último, los protistas con aspecto de hongos son unicelulares, saprófitos y viven en suelo húmedo, plantas y árboles en descomposición.

Por su condición de parásitos, algunos protistas pueden causar muchas enfermedades en plantas, en animales e incluso en el hombre.

Eucariotas: dominio Eukarya, reino Fungi

El Reino Fungi incluye un grupo diverso de seres que no pueden ser catalogados como animales ni como plantas. Se caracterizan por ser heterótrofos y descomponer la materia orgánica. Poseen una pared celular rígida y pueden ser unicelulares o pluricelulares. Los hongos pluricelulares presentan estructuras filamentosas llamadas hifas y viven en lugares húmedos y sombríos. Este reino contiene cinco filos principales: Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota y Glomeromycota.

Los hongos producen naturalmente antibióticos que permiten inhibir el crecimiento de bacterias.

Eucariotas: dominio Eukarya, reino Animalia

El Reino Animalia está compuesto por todos los animales, vivos o extintos, del planeta. Son eucariotas, ya que el ADN se encuentra dentro del núcleo celular. No tienen paredes celulares. Son multicelulares, heterótrofos y tienen la capacidad de moverse y responder a su entorno. Todos los animales se pueden dividir en los grupos vertebrados e invertebrados. Además, cada reino se divide en categorías más pequeñas llamadas phylum (filo): Porifera, Coelenterata, Plathelminthes, Nematoda, Annelida, Arthropoda, Mollusca, Echinodermata, Protochordata y Vertebrata.

Los animales extintos también forman parte del reino Animalia.

Eucariotas: dominio Eukarya, reino Plantae

Este reino incluye a los diferentes tipos de plantas que se encuentran en el planeta. Cada grupo tiene características especiales y únicas, como la presencia de pared celular, nutrición autótrofa, clorofila, ausencia de sistema locomotor y reproducción sexual o asexual. Se clasifican en Briophyta, las cuales carecen de un sistema vascular y se desarrollan en dos fases, gametofito y esporofito; y Cormophyta, que es un grupo de plantas vasculares que tienen raíz, tallo y hojas. Éstas, a su vez se dividen en Pteridophyta y Spermatophyta. Además, éstas últimas se clasifican en gimnospermas y angiospermas.

La fotosíntesis de las plantas proporciona oxígeno a la atmósfera de nuestro planeta.

 

Galaxias: Vía Láctea

El Universo es inmenso y nosotros ocupamos una mínima porción. Hay galaxias, quásares, estrellas, agujeros negros… Aprendamos más sobre las galaxias y, en particular, sobre la Vía Láctea que es en la que vivimos.

Galaxia en forma de espiral llamada Andrómeda.

Las Galaxias son conjuntos o agrupaciones de estrellas, gas y polvo. Se las conoce también por universos islas. Contienen más de mil estrellas y el diámetro varía de los 1.500 a 3.000 años luz. Las galaxias tienen un movimiento de rotación en torno a su eje. Se clasifican de acuerdo con su forma en tres grupos:

Galaxias elípticas: son las que tienen forma ovalada o de esfera achatada. Aproximadamente el 17% de las galaxias mantienen esta forma, en su mayoría se conforman de estrellas viejas.

Galaxias espirales: el 80% de las galaxias tienen esta forma que es similar a un disco achatado; se distingue un núcleo que es atravesado por varios brazos. Se constituye por estrellas viejas, jóvenes, gas y polvo.

Galaxias irregulares: no tienen un formato específico porque los agregados están revueltos y rodeados por nebulosas. Están constituidas de gas, polvo y estrellas jóvenes. Representan el 3% de las galaxias.

LAS GALAXIAS MÁS CONOCIDAS NÚMERO DE
ESTRELLAS
FORMA DIÁMETRO MEDIO
(años luz)
Pequeña Nube de Magallanes

Gran Nube de Magallanes

Vía Láctea

Andrómeda

1.500 millones

5.000 millones

Entre 200 mil y 400 mil millones

400 billones

Irregular

Irregular

Espiral

Espiral

20.000

30.000

100.000

150.000

Una de las millones de galaxias existentes.

MÁS DATOS SOBRE LAS GALAXIAS

• Las primeras se formaron hace 1.000 millones de años atrás luego de que se produzca la gran explosión (Big-Bang, la explosión que dio origen al Universo).
• Se mueven constantemente y muchas veces generan choques violentos.
• Existen más de 100 mil millones en el universo observable.
• En la actualidad, los astrónomos están descubriendo galaxias muy pequeñas que contienen menos de un millón de estrellas, posiblemente sólo un millar.
• El Observatorio de rayos X Chandra, de la NASA, ha descubierto ricos depósitos de neón, magnesio y silicio en un par de galaxias en colisión llamadas Las Antenas. Los depósitos están localizados en vastas nubes de gas caliente. Cuando las nubes se enfríen, dicen los científicos, se debería formar una gran cantidad de estrellas y planetas. Estos resultados podrían augurar el destino de nuestra propia Vía Láctea y su futura colisión con la galaxia Andrómeda.

LA GALAXIA MÁS LEJANA DEL UNIVERSO

En noviembre de 2012 un equipo de astrónomos descubrió la galaxia más lejana jamás identificada en el Universo con ayuda de los telescopios espaciales Hubble y Spitzer, y una técnica conocida como “lente gravitacional”. La llamaron MACS0647-JD; se localiza a 13.3 mil millones de años luz de la Tierra.

Habría nacido 420 millones de años luz después de que se produjera el Big Bang. Esto permite concluir que la galaxia recién descubierta habría aparecido cuando nuestro Universo tenía sólo 3% de su edad actual (13.700 millones de años).

La galaxia aparece tan pequeña en las imágenes captadas que los científicos piensan que se trata de las primeras etapas de formación de una galaxia. De acuerdo las observaciones, su diámetro es apenas de 600 años luz, lo que no es casi nada, comparado con el diámetro de la Vía Láctea.

Edwin Hubble (1889-1953)

Astrónomo estadounidense. En 1924 demostró por primera vez la existencia de otras galaxias. Mediante un telescopio muy potente de 254 cm (100 pulgadas) en el observatorio del Monte Wilson (California, EE UU), descubrió que un grupo de estrellas considerado como integrante de la Vía Láctea era, en realidad, una galaxia independiente, hoy conocida como Andrómeda. Hubble descubrió también muchas otras galaxias espirales y constató que las galaxias más distantes se alejan de nosotros a mayor velocidad. A partir de esta observación, conocida como ley de Hubble, dedujo que el Universo se encuentra en expansión, hecho que resulta determinante para la naturaleza del mismo.

LA VÍA LÁCTEA

Es una galaxia grande, con forma de espiral donde se concentran entre 200 mil y 400 mil millones de estrellas, entre ellas, el Sol. También dentro de esta galaxia se encuentra la Tierra. La Vía Láctea tiene un diámetro aproximado de 100 mil años luz y cuenta con más de 300 mil millones de estrellas.

La Vía Láctea.

Los griegos la denominaron Vía Láctea (camino de leche), por el aspecto blanquecino y porque supusieron que era leche derramada del pecho de la diosa Hera. En el siglo V a.C, Demócrito, un antiguo griego, supuso que se trataba de una concentración de estrellas. En 1609 d.C aquella vieja teoría de Demócrito es científicamente comprobada tras la invención del telescopio, una herramienta que permite observar al cielo en detalle.

La Vía Láctea tiene forma convexa; en el núcleo, de 8.000 años luz de diámetro, se distingue una zona central de forma elíptica, allí las estrellas están más agrupadas que en los brazos. Cubre a esta galaxia una nube de hidrógeno, algunas estrellas y cúmulos estelares.

Hay un brazo que se distingue de los demás, se llama Orión y en él se ubica el Sistema Solar o planetario donde se encuentra el Sol, los planetas, los satélites naturales, los asteroides, los cometas, gas y polvo.

El Sistema Solar forma parte de La Vía Láctea.
¿Sabías qué...?
Hoy orbitan la Tierra más de mil satélites artificiales.

¿Cómo es?

Para decirlo con palabras sencillas: es una porción de Universo con forma de espiral. Posee un núcleo y un disco aplastado que recubre al núcleo. Además se compone de un sistema esférico o halo.

Halo y núcleo: se componen de estrellas viejas aisladas entre sí y de aglomeraciones globulares menores. Aquí se concentran el 99% de las estrellas de la galaxia, esto sería entre 100 mil millones y 200 mil millones de estrellas.

Disco: presenta una estructura en espiral y brazos que parecen brotar del núcleo. Los brazos están compuestos de gases que son despedidos del núcleo de la galaxia y de un polvo que oscurece el plano central de la galaxia y de casi mil millones de estrellas. Por la rotación diferencial de la galaxia, los brazos se forman y deshacen continuamente, a pesar de los campos magnéticos que tienden a conservarlos.

Sol: se encuentra cerca del borde exterior de uno de los brazos espirales, llamado Brazo de Orión.

¿Cómo se formó?

Nuestra galaxia se formó en su mayor parte en un proceso rápido, que duró entre 500 y 1.000 millones de años, sólo un 5 por ciento de su edad total. Estos datos contradicen lo que sostenían algunos resultados científicos publicados en los últimos años, que establecían períodos de hasta 4.000 ó 5.000 millones de años. Investigadores del grupo de Poblaciones Estelares del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) y del grupo de Cúmulos Estelares de la Universidad de Padua (Italia) han llegado a esta conclusión, que ayuda a esclarecer el debate sostenido en los últimos veinte años entre quienes opinaban que la Vía Láctea se formó lentamente y los defensores de un esquema de formación rápida. El estudio aporta además nuevos datos sobre las características del Universo primitivo. Los resultados, efectivamente, concluyen que la Vía Láctea se formó en unos pocos cientos de millones de años -entre 500 y 1.000- y que la mayor parte de nuestra galaxia se originó a partir del rápido colapso de una protogalaxia primigenia. Los investigadores han establecido estas cifras tras estudiar las edades de 52 cúmulos globulares de nuestra galaxia, los conjuntos de estrellas más viejos conocidos.

¿Qué dimensión tiene?

Durante mucho tiempo se pensó que la vía láctea no tenía límites, sin embargo, entre 1920 y 1924 el astrónomo estadounidense Edwin P. Hubble demostró que algunas nubes galácticas, manchas de luz apenas visibles entre la multitud de estrellas, eran en realidad grandes universos estelares situados mucho más allá de la Vía Láctea. Hubble demostró especialmente que la nebulosa de Andrómeda es otra galaxia formada por sus propias estrellas. Esto permitió calcular también su longitud, que resultó ser de 700.000 años luz (mediciones actuales proponen una distancia mucho mayor). Así, se demostró que la Vía Láctea no se extiende hasta el infinito, como algunos astrólogos pensaban, y que no era todo el universo, sino sólo una parte casi despreciable en comparación con las distancias intergalácticas. Aún antes de Hubble, entre 1916 y 1919, se había descubierto que el Sol no se encuentra en el centro de la galaxia, como había supuesto Herschel, sino que ocupa una posición periférica.

¿Se mueve? ¿Cómo?

Sí, lógicamente se perciben movimientos. Pero no como un todo, sino a diversas velocidades, según la distancia del centro. Así, mientras que el Sol y las estrellas próximas a él presentan una velocidad de 220 km/s, y emplean unos 250 millones de años en realizar un giro completo en torno del centro, las estrellas más próximas a éste son más veloces, en tanto que las más lejanas son más lentas.
Por tanto, el Sol y las estrellas próximas viajan conjuntamente en un gran torbellino espiral, con muchas diferencias en la dirección y la velocidad. Estas diferencias, de varias decenas de kilómetros por segundo, producen un cambio gradual en el aspecto de las constelaciones actuales.

Compañeras de la Vía Láctea

Recientemente se ha descubierto que existen dos galaxias, muy débiles y oscuras, bastante cerca de la Vía Láctea. La primera fue encontrada por el investigador Daniel Zucker, en la Universidad de Cambridge (Reino Unido) y la otra por Vasily Belokurov, compañero de Zucker. Zucker explica que estaba observando detenidamente el nuevo mapa de estrellas distantes en el cielo galáctico boreal, cuando notó una sobredensidad en Canes Venatici. Analizándola con mayor detalle, descubrió que es una galaxia enana previamente desconocida. Está aproximadamente a 640.000 años-luz de nosotros. Esto la hace una de las más distantes galaxias compañeras de la Vía Láctea.

Zucker envió un correo electrónico a Belokurov con la noticia, y en uno de esos casos en los que un descubrimiento propicia otro, Belokurov le respondió en otro mensaje unas horas después, anunciándole el descubrimiento de otra galaxia enana nueva, y más débil. Esta otra galaxia, en la constelación del Boyero, que Belokurov llamó “Boo”, muestra una estructura distorsionada que sugiere que está siendo desgarrada por las mareas gravitatorias de la Vía Láctea.