Grupos taxonómicos según sus células

Grupos taxonómicos y su proporción relativa

Nomenclatura y taxonomía de los seres vivos

El trabajo de muchos científicos ha ido identificando, estudiando y clasificando a los distintos seres vivos. Cuando se encuentra un organismo cuyas características son distintas de todos los conocidos hasta ahora se le pone un nuevo nombre y se le clasifica en alguno de los grupos ya existentes o, más raramente, se hace un nuevo grupo para él, si es muy diferente de todos los anteriores.

Los nombres científicos de las especies están formados por dos palabras latinas, la primera designa el género al que pertenece. Así, por ejemplo, el nombre científico de la encina es Quercus ilex. Es una especie del género Quercus, en el que hay otras especies distintas. Por ejemplo Quercus robur, el roble pedunculado que forma los grandes robledales de fondo de valle, o Quercus rubra, el roble americana, etc.

Los géneros parecidos forman familias, las familias se agrupan en ordenes, estos en clases y las clases en tipos o phylla.

Durante muchos tiempo era habitual agrupar a todos los seres vivos en dos grandes reinos, el de las Plantas y el de los Animales. Esta distribución es muy clara cuando pensamos en las plantas y animales superiores, pero cuando se intentaba situar en estos reinos otros organismos como los hongos, bacterias, protozoos y algas unicelulares había muchas dificultades. Para hacer frente a esta dificultad hace unas décadas se hizo corriente agruparlos en cinco reinos:

* Monera.- Incluye las bacterias y las cianobacterias o algas verdeazuladas. Sus células son procarióticas (sin envoltura nuclear).
* Protista.- Organismos unicelulares o pliricelulares muy sencillos. Sus células son eucarióticas.
* Fungi.- Incluye los hongos. Son organismos que se alimentan secretando enzimas digestivos que digieren la comida en el exterior del organismo y absorbiendo los nutrientes ya digeridos.
* Plantae.- Las plantas. Su nutrición es por fotosíntesis
* Animalia.- Los animales. Son heterotrofos y necesitan nutrirse de moléculas orgánicas complejas.

Transporte a través de la membrana celular

La célula necesita este proceso porque es importante para esta expulsar de su interior los desechos del metabolismo y adquirir nutrientes del líquido extracelular, gracias a la capacidad de la membrana celular que permite el paso o salida de manera selectiva de algunas sustancias. Las vías de transporte a través de la membrana celular y los mecanismos básicos para las moléculas de pequeño tamaño son:

Transporte pasivo o difusión
El transporte pasivo es el intercambio simple de moléculas de una sustancia a través de la membrana plasmática, durante el cual no hay gasto de energía que aporta la célula, debido a que va a favor del gradiente de concentración o a favor de gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una gran concentración a uno donde hay menor. El proceso celular pasivo se realiza por difusión. En sí, es el cambio de un medio de mayor concentración (medio hipertónico) a otro de menor concentración (un medio hipotónico).

Difusión simple

Algunas sustancias pasan al interior o al exterior de las células a través de una membrana semipermeable, y se mueven dentro de éstas por Difusión simple, siendo un proceso físico basado en el movimiento al azar. La difusión es el movimiento de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a una de menor concentración sin requerir gasto de energía. La difusión implica, no sólo el movimiento al azar de las partículas hasta lograr la homogénea distribución de las mismas (y esto ocurre cuando las partículas que azarosamente vienen se equiparan con las que azarosamente van) sino también el homogéneo potencial químico del fluido, ya que de existir una membrana semipermeable que particione un fluido en dos de distinto potencial químico, se generará una presión osmótica desde el potencial químico mayor (p.e. solvente puro) hacia el menor (p.e. solvente y soluto) hasta que ambas particiones se equiparen o la presión hidrostática equilibre la presión osmótica.

Difusión facilitada
Es el movimiento de moléculas más grandes que no pueden pasar a través de la membrana plasmática y necesita ayuda de una proteína u otros mecanismos (endocitosis) para pasar al otro lado. También se llama difusión mediada por portador porque la sustancia transportada de esta manera no suele poder atravesar la membrana sin una proteína portadora específica que le ayude. Se diferencia de la difusión simple a través de conductos en que mientras que la magnitud de la difusión simple se incrementa de manera proporcional con la concentración de la sustancia que se difunde, en la difusión facilitada la magnitud de difusión se aproxima a un máximo (Vmax), al aumentar la concentración de la sustancia.

La membrana celular y su función

Para llevar a cabo las reacciones químicas necesarias en el mantenimiento de la vida, la célula necesita mantener un medio interno apropiado. Esto es posible porque las células se encuentran separadas del mundo exterior por una membrana limitante, la membrana plasmática. Además, la presencia de membranas internas en las células eucariotas proporciona compartimientos adicionales que limitan ambientes únicos en los que se llevan al cabo funciones altamente específicas, necesarias para la supervivencia celular.

Funciones de las membranas

La membrana celular funciona como una barrera semipermeable, permitiendo el paso de pocas moléculas y manteniendo la mayor parte de los productos producidos dentro de ella.

Protección

Ayudar a la compartimentalización subcelular

Regular el transporte desde y hacia la célula y de los dominios subcelulares

Servir de receptores que reconocen señales de determinadas moléculas y transducir la señal al citoplasma.

Permitir el reconocimiento celular.

Proveer sitios de anclaje para los filamentos del citoesqueleto o los componentes de la matriz extracelular lo que permite, entre otras, el mantenimiento de la forma celular

Servir de sitio estable para la catálisis enzimática.

Proveer de "puertas" que permitan el pasaje través de las membranas de diferentes células (gap junctions)

Regular la fusión de la membrana con otra membrana por medio de uniones (junctions) especializadas

Permitir direccionar la motilidad celular

Las moléculas de la vida

Las interacciones entre moléculas pequeñas pudieron ser cruciales en el origen de la vida

En dicho estudio, Robert Shapiro, de la Universidad de Nueva York, presenta argumentos en contra de la teoría ampliamente sostenida de que el origen de la vida comenzó con la aparición espontánea de una gran molécula replicante, como el ARN. En vez de eso, Shapiro plantea una alternativa que no depende de un "accidente asombrosamente improbable", presentando lo que parece un esquema más factible sobre el surgimiento de la vida. Según este nuevo planteamiento, la vida comenzó dentro de una mezcla de moléculas orgánicas simples, multiplicadas a través de ciclos de reacción catalizados y una fuente externa de energía disponible.

La célula y su evolución

El Origen de la Célula

Uno de los rompecabezas más complicados del origen de la vida es cómo se formaron las primeras células y su metabolismo.
Pudiera pensarse que las primeras células fueran como los organismos más pequeños y simples que viven hoy en día, los microbios conocidos como micoplasmas.

Las células de los micoplasmas son realmente diminutas, más de mil millones de veces menores que un protozoo, y albergan tan sólo una fracción del ADN y de las proteínas normalmente presentes en una célula.
Pero todos los micoplasmas son parásitos, versiones menores y simplificadas de microorganismos mayores de vida libre, y sólo pueden crecer y reproducirse en el interior de otras células, por lo general de mamíferos, un modo de vida claramente imposible para las primeras formas de vida.

Las bacterias comunes ofrecen un modelo alternativo, pero los microbios de vida libre son demasiado complejos, compuestos de cientos de polímeros diferentes (entre ellos, unos quinientos tipos de ARN), más de un millar de enzimas y decenas de miles de moléculas.
Las primeras células debieron ser considerablemente más simples.

Para conocer cómo eran las primeras células es necesario levantar el velo evolutivo que separa la vida actual de sus principios.
Esta tarea apenas ha comenzado.
Los avances en la comprensión de la historia temprana de la vida sólo se producen progresivamente, así que hasta que no se disponga de un modelo del origen de los monómeros y los polímeros parecería ocioso atacar esta compleja cuestión.

El misterioso origen de la vida

“Para los que creen en Dios” –escribí en mi artículo anterior- “la vida es un misterio lleno de bondad y de belleza, que exige respeto, cuidado, contemplación, asombro y agradecimiento.” Y lo repito como introducción a lo que quiero escribir hoy.

Las ciencias que se ocupan de los seres vivos, avanzan cada día con nuevos y asombrosos conocimientos. De pronto, algunos consiguen algo inesperado y cantan victoria anticipadamente. Después, ya más serenos, reflexionan y los más sensatos y humildes de los científicos declaran que el origen de la vida sigue siendo un misterio. Incluso se agranda, se hace más insondable.

En 1953, dos científicos, Harold Urey y Stanley Miller, lograron, por primera vez en el mundo, sintetizar aminoácidos en unas condiciones que, según ellos, se asemejaban a los de una Tierra muy primitiva. Como los aminoácidos son unos componentes esenciales de los seres vivos, se creyó que ya se estaba cerca de entender como comenzó la vida e incluso, mÁs adelante, como fabricarla. En 1991, el mismo Millar decía: “el origen de la vida ha resultado más complicado de lo que yo y muchos otros suponíamos.” Otro famoso científico, Paul Davies, en su libro El quinto milagro (Edit. Crítica, Barcelona, 2000), declara: “Muchos científicos que trabajan en este campo creen en confianza que los problemas mayores de la biogénesis han sido básicamente resueltos. Varios libros recientes transmiten el mensaje confiado de que el origen de la vida no es, después de todo, tan misterioso. Sin embargo yo pienso que están equivocados. Tras haber pasado un año o dos investigando en este campo, ahora soy de la opinión de que sigue habiendo una enorme laguna en nuestro conocimiento.”