CAPÍTULO 6 / TEMA 1

TEORÍA CELULAR Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS

Se consideran seres vivos a todos aquellos organismos que están hechos de células, que son las unidades funcionales de los seres vivos. Existen dos tipos de células: las procariotas y las eucariotas.

 ¿CUÁLES SON LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS?

Los seres vivos presentan diferentes características que permiten distinguirlos de los sistemas abióticos. Dentro de estas características se encuentran:

Movimiento: consiste en un cambio en la posición de una parte o la totalidad de un organismo. Los organismos vivos, como los animales y algunas bacterias, pueden desplazarse de un lugar a otro para buscar comida y responder a estímulos como la luz, los ruidos, o los olores para defenderse.

Respuesta a estímulos

Se conoce como estímulo a cualquier acción que puede producir una respuesta por parte del organismo. Los receptores de los estímulos son capaces de percibirlos y convertirlos en impulsos nerviosos que producirán una respuesta.

La movilidad varía de acuerdo al tipo de organismo, por ejemplo, en los unicelulares procariotas o eucariotas, la movilidad viene dada por la presencia de cilios y flagelos, apéndices locomotores que tienen movimientos oscilatorios o contráctiles.

Movilidad en microorganismos

Euglena: utiliza un flagelo para moverse.

Paramecium: utiliza numerosos cilios para desplazarse.

En el caso de los animales de mayor complejidad, como los vertebrados o invertebrados, los tipos de locomoción pueden variar de acuerdo a las estructuras que utilicen.

Los hirudíneos, como por ejemplo las sanguijuelas, son anélidos parásitos que se mueven al sujetar su ventosa al huésped y contraer y arrastrar el resto del cuerpo.

Crecimiento: los organismos vivos crecen gracias a los alimentos que consumen mediante la nutrición. Las células aumentan en cantidad y se crean nuevas células. Por ejemplo, un niño que crece hasta convertirse en un adulto o una planta que se convierte en un árbol.

Reproducción: es la habilidad de los organismos para producir nuevos individuos de su especie. Ayuda a aumentar la población, evitar la extinción de las especies y mantener la progenie. El tipo de reproducción varía de acuerdo a la especie, existen organismos que presentan reproducción sexual, otros asexual y en otros casos pueden presentar ambas.

Reproducción alternada

Algunos tipos de cnidarios presentan reproducción alternada. Los progenitores liberan los óvulos y los espermatozoides al agua para que se forme un cigoto, que se convertirá en larva y luego en pólipo. Este pólipo generará yemas que se despegarán de su cuerpo y formarán medusas.

Sensibilidad: es la habilidad que tienen los organismos vivos para detectar cambios en su entorno (interior y exterior), por ejemplo: Mimosa pudica. Si tocas la planta, los folíolos se cierran inmediatamente, lo que demuestra su sensibilidad.

Respiración: todos los organismos vivos requieren energía para sus diferentes actividades. Esta energía es liberada mediante la oxidación de los alimentos durante el proceso de la respiración.

Las mitocondrias son los organelos en los que se da el proceso de respiración celular y la obtención de ATP.

Excreción: es la expulsión de los desechos del metabolismo que se forman mediante varias reacciones químicas dentro de las células. Los principales órganos excretores son los hígados, los pulmones y la piel.

En las células existen organelos encargados de la excreción, como por ejemplo las vacuolas pulsátiles o contráctiles que eliminan agua.

Nutrición: todos los organismos vivos necesitan alimentos a fin de usarlos como fuente de energía para sus diversas actividades. Los animales y las plantas se alimentan de forma diferente. Las plantas pueden fabricar sus propios alimentos (nutrición autótrofa) pero los animales no pueden hacerlo y dependen de otros organismos (nutrición heterótrofa).

¿CUÁLES SON LOS POSTULADOS DE LA TEORÍA CELULAR?

La teoría celular es una colección de ideas y conclusiones de muchos científicos a lo largo del tiempo. Describe las células y su funcionamiento.

La teoría celular es considerada uno de los principios básicos de la biología, el crédito de la misma se lo llevan los grandes científicos Theodor Schwann, Matthias Schleiden y Rudolph Virchow, aunque ningún avance se hubiera logrado si no fuera por los trabajos de Robert Hooke.

Los resultados de las investigaciones de estos científicos llevaron a la formulación de 4 postulados:

1. Todos los seres vivos están formados por células.

2. Todos los seres vivos se originan a partir de otros seres vivos, es decir, las células originan otras células, no surgen de manera espontánea.

3. Todas las funciones vitales de los seres vivos dependen de las células. Las células son sistemas abiertos que intercambian energía y materia con el entorno.

4. Las células son una unidad genética que contiene el material hereditario.

Con el paso del tiempo, diversos científicos han aportado nuevos conocimientos y han continuado el desarrollo de esta teoría, lo que dio como resultado la teoría celular moderna:

1. Los seres vivos pueden ser unicelulares si están compuestos por una sola célula o pluricelulares si están conformados por más de una célula.

2. Al dividirse, las células transmiten la información genética (ADN) de célula a célula.

3. La energía se produce en el interior de las células.

4. Las células tienen composición parecida o básicamente la misma.

5. Las actividades que realizan los organismos dependen de las actividades realizadas por las células.

6. La teoría celular tiene dos componentes principales: los seres vivos están conformados por células y las células provienen de otras células.

Historia del ADN

En 1953, los científicos Rosalind Franklin, James D. Watson y Francis Crick propusieron que el ADN estaba formado por una estructura de doble hélice que en la actualidad aún tiene validez.

¿LOS VIRUS SON SERES VIVOS?

Los virus son pequeñas estructuras parasitarias que no pueden reproducirse por sí mismas y que necesitan de un organismo huésped para hacerlo. Un virus, al infectar a su huésped, puede dirigir la maquinaria celular del mismo y, de este modo, puede generar más virus. La mayoría de los virus tienen ARN o ADN como material genético.

Sin una célula huésped, los virus no pueden llevar a cabo sus funciones básicas ni reproducirse. Ellos no pueden sintetizar proteínas porque carecen de ribosomas, no pueden generar energía ni almacenarla en forma de ATP, por lo que deben derivar su energía de los procesos metabólicos del huésped.

Por estas razones, los virus no pueden ser considerados seres vivos, ya que sin la ayuda de una célula huésped jamás podrían realizar sus funciones vitales.

RECURSOS PARA DOCENTES

Artículo “Características de los seres vivos”

Con este artículo podrá profundizar sobre las características de los seres vivos.

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Artículo “La célula”

Este artículo contiene más información de interés acerca de la célula y sus organelos.

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Reino animal: vertebrados e invertebrados

El reino Animalia está formado por un grupo de organismos eucariotas, heterotróficos y multicelulares que carecen de pared celular y dependen directa o indirectamente de las plantas para su alimento. Son sumamente variados y pueden clasificarse en vertebrados e invertebrados.

Sistemas biológicos de los invertebrados

Sistema digestivo

El tracto digestivo en invertebrados varía de acuerdo al grado de complejidad del organismo, va desde estar completamente ausente a estar parcial o totalmente formado. En el caso de que esté presente, se encuentra dorsal al cordón nervioso, y se extiende desde la boca hasta el ano.

Por otro lado, la digestión puede ocurrir dentro de la célula (digestión intracelular) o fuera de ella (digestión extracelular). En las esponjas, por ejemplo, la digestión la llevan a cabo unas células conocidas como coanocitos, que se encuentran localizados en la pared de dichos organismos.

El reino Animalia está formado por un grupo de organismos eucariotas, heterotróficos y multicelulares que carecen de pared celular y dependen directa o indirectamente de las plantas para su alimento. Son sumamente variados y pueden clasificarse en vertebrados e invertebrados.

La mayoría de los invertebrados exhiben digestión extracelular y en los más desarrollados incluso tienen un intestino bien definido.

Sistema circulatorio

El sistema vascular va desde muy simple hasta muy desarrollado, en algunos grupos, como el de los artrópodos y los moluscos, el sistema circulatorio es abierto o lagunar, es decir, la sangre no siempre está encerrada, es transportada por vasos abiertos que desembocan en algún lugar del cuerpo. El corazón se encuentra siempre dorsal al intestino y el sistema portal hepático, que transporta sangre del intestino al hígado, está ausente.

Sistema respiratorio

El intercambio gaseoso se realiza a través de la piel en muchos invertebrados inferiores, en grupos superiores como los moluscos y los artrópodos acuáticos las branquias son más comunes. Sin embargo, también existen grupos que pueden respirar a través de tráqueas e incluso pulmones.

Pulmones en libro

También conocidos como pulmones laminares o filotráqueas, son los órganos respiratorios de los escorpiones y las arañas, reciben ese nombre porque están formados por cavidades de tejido que se organizan como la página de un libro.

Los protozoarios, las esponjas y muchos gusanos tienen respiración cutánea.

La respiración pulmonar es uno de los tipos más raros de intercambio gaseoso dentro de los invertebrados y sólo se da en pocos organismos, principalmente moluscos.

 

En los insectos, el sistema traqueal está adaptado para la respiración aérea.

Sistema excretor

La mayoría de los invertebrados no cuenta con estructuras que le permitan excretar los desechos, por lo que realizan la difusión a través de las membranas celulares, sin embargo, otros poseen estructuras más complejas como protonefridios (platelmintos), metanefridios (anélidos), glándulas verdes (crustáceos) o túbulos de Malpighi (insectos).

Sistema nervioso

En invertebrados con simetría radial como los equinodermos, la cabeza está ausente y el sistema nervioso central está representado por un anillo de tejido nervioso que rodea el cuerpo.

En los invertebrados con simetría bilateral, como los moluscos, anélidos o artrópodos, el sistema nervioso central está formado por un par de cuerdas nerviosas que se extienden a lo largo de la línea media ventral del cuerpo.

El anillo nervioso y las cuerdas nerviosas tienen ganglios, en los invertebrados más complejos, los ganglios de la cabeza forman el cerebro.

Sistemas biológicos de los vertebrados

Sistema digestivo

De manera general, el sistema digestivo de los vertebrados tiene la misma secuencia, el alimento entra a través de la boca y se rompe generalmente en pedazos más pequeños por los dientes. Muchos vertebrados tienen una lengua que ayuda a manipular los alimentos en la boca y glándulas salivales que lubrican los lubrican.

El sistema digestivo de los vertebrados tiene la misma estructura general, sin embargo, presenta adaptaciones de acuerdo al tipo de alimentación.

Poseen un esófago que conecta la faringe y el estómago, también intestinos donde se produce la absorción de los nutrientes y además tienen glándulas digestivas accesorias como el hígado o el páncreas.

Tienen dientes adaptados a su dieta, por ejemplo, los herbívoros tienen dientes cortantes para morder y cortar las hojas y tallos. Los carnívoros tienen incisivos caninos para rasgar y triturar, mientras que los omnívoros tienen características compartidas entre los herbívoros y carnívoros.

Sistema circulatorio

Es de tipo cerrado, es decir, la sangre siempre circula por una red de vasos sanguíneos que conecta con todas las partes del cuerpo.

Todos los vertebrados tienen un corazón muscular que varía en el número de aurículas y ventrículos, por ejemplo, los peces poseen un corazón con dos cámaras con una aurícula y un ventrículo; mientras que los cocodrilos, aves y mamíferos tienen un corazón de cuatro cámaras con dos aurículas y dos ventrículos.

La circulación puede ser simple, doble incompleta o doble, esto va a depender de si la sangre oxigenada y la desoxigenada están completamente separadas o no.

Sistema respiratorio

Tienen dos tipos de respiración: unidireccional y bidireccional. En la unidireccional, el oxígeno se mueve a través de los tejidos en una dirección, los peces y las aves tienen este tipo de respiración.

¿Sabías qué...?
Los cetáceos a pesar de vivir en el agua respiran a través de pulmones, por lo que cada cierto tiempo necesitan subir a la superficie para tomar oxígeno, sin embargo, no deben sacar todo su cuerpo ya que para eso tienen el espiráculo.

El segundo tipo es la respiración bidireccional, lo que implica que el medio (aire) entra y sale por el mismo canal. En este caso, el medio contiene más residuos porque el aire que se inhala y se exhala entra y sale por el mismo canal.

La respiración bidireccional es característica de los mamíferos.

La respiración cutánea también es posible y se produce a través de la piel. La respiración cutánea es única porque puede ocurrir en el aire o en el agua.

Los anfibios utilizan la respiración cutánea para obtener oxígeno.

Sistema excretor

Presentan órganos específicos para la eliminación de sustancias cargadas de nitrógeno, además de la regulación de otras sustancias que podrían ser dañinas para el cuerpo. El órgano encargado de llevar a cabo estas funciones es el riñón, en total son dos, formados por túbulos renales y estructuras filtradoras (pronefros, mesonefros y metanefros).

Sistema nervioso

En los vertebrados, el tejido nervioso se concentra en el extremo anterior del cuerpo, dando origen al cerebro. El sistema nervioso de los vertebrados se caracteriza por esta centralización bien marcada y por la presencia de grandes cantidades de tejido nervioso, los cuales controlan los típicos patrones de comportamiento de los vertebrados.