Niveis de Organización Celular e Biolóxica

Niveis de Organización da Materia Viva

Os niveis de organización da materia viva divídense en abióticos e bióticos, segundo sexan de materia inerte ou dos seres vivos, respectivamente. Estes niveis son:

• Subatómico: neutróns, protóns e electróns.
• Atómico: corresponde á porción máis pequena dun elemento químico. Por exemplo, un átomo de osíxeno (O).
• Molecular: inclúe as moléculas, formadas pola unión de dous ou máis átomos mediante enlaces químicos, como a auga (H₂O).
• Macromoléculas: son o resultado da unión de moitas moléculas formando un polímero. Por exemplo, o amidón (moitas moléculas de glicosa).
• Complexos supramoleculares: corresponden á agregación de macromoléculas, como as glicoproteínas (glícido + proteína).
• Estruturas subcelulares: unión de diferentes complexos supramoleculares que dan lugar a unha estrutura da célula con función característica, como o núcleo.
• Células: é o primeiro dos niveis bióticos; están formadas por diferentes orgánulos e estruturas.
• Tecidos: conxuntos de células similares que están especializadas en realizar unha función determinada. Por exemplo, o tecido muscular.
• Órganos: formados por diversos tecidos que actúan en conxunto, como o corazón.
• Sistemas: conxunto de órganos similares que realizan a mesma función e están formados por un mesmo tecido. Por exemplo, o sistema muscular.
• Aparatos: agrupación de órganos diferentes, cada un cunha función, e que participan nunha ou varias funcións superiores dun organismo, como o aparato locomotor.
• Individuo: formado por varios aparatos e sistemas. As amebas só están formadas por unha célula. Exemplo: un lobo.
• Poboación: corresponde a un grupo de individuos da mesma especie que viven nun mesmo lugar ao mesmo tempo. Exemplo: unha manda de lobos.
• Comunidade/biocenose: está formada por un conxunto de poboacións distintas que comparten o mesmo espazo, entre as que se establecen relacións. Exemplo: todas as plantas dun bosque.
• Ecosistema: é un nivel constituído por varias comunidades e as condicións fisicoquímicas das zonas nas que habitan (biótopo).
• Ecosfera: é o conxunto de ecosistemas mariños e terrestres que integran toda a superficie planetaria.

Especialización Celular: Colonias e Tecidos

Os organismos pluricelulares desenvólvense a partir dunha única célula, o cigoto, por sucesivas divisións celulares e posterior diferenciación das células resultantes. Estas células especialízanse en funcións concretas e agrúpanse formando tecidos, o que lle proporciona unha maior eficacia ao organismo. Esta especialización celular implica unha división do traballo e unha perda de independencia; as células especializadas xa non poden vivir illadas do organismo.

Nalgunhas especies de organismos unicelulares, para mellorar a súa eficacia, as células asócianse formando colonias. Con todo, estas agrupacións non alcanzan o nivel de tecido, xa que as células non se diferencian nin se especializan, polo que todas elas poden realizar individualmente calquera función, a pesar de que, en ocasións, exista unha certa repartición do traballo.

Existen organismos en que a diferenciación e a especialización celular comezan coas primeiras divisións do cigoto; noutros casos, ocorre en diferentes etapas do desenvolvemento embrionario. Estes cambios veñen programados no ADN do individuo.

Os Virus

Os virus son estruturas microscópicas simples, e tan pequenos que para poder observalos cómpre o microscopio electrónico. Todos os virus teñen unha estrutura básica, constituída por un ácido nucleico (ADN ou ARN) e unha cuberta proteica, denominada cápside. Non se nutren nin se relacionan, pois o contacto coa célula hospedadora é fortuíto. Non teñen metabolismo propio, e para reproducírense necesitan usar a célula á que infectan.

A Célula: Unidade Básica da Vida

A célula é a unidade morfolóxica e funcional de todos os seres vivos, é dicir, a parte máis simple de materia viva capaz, por si soa, de realizar todas as funcións básicas dun ser vivo (nutrirse, relacionarse e reproducirse). Ademais, todas as células proveñen, por división, doutras anteriores.

Existen organismos unicelulares, como as amebas, formadas por unha soa célula, e outros pluricelulares, como os humanos.

Hai unha gran variedade de tipos celulares, pero todos eles teñen tres estruturas comúns:

• Membrana plasmática: unha delgada lámina que recobre a célula, constituída por unha dobre capa lipídica que engloba diferentes proteínas. Regula o paso de substancias entre o interior e o exterior celular.
• Citoplasma: é o medio interno líquido da célula. Contén diferentes estruturas, denominadas orgánulos.
• Material xenético: son moléculas de ADN, que controlan o funcionamento celular. Nel encóntrase almacenada a información xenética dun ser vivo.

Segundo o grao de complexidade e organización, distínguense dous tipos de células:

• Procariotas: células pequenas de organización simple, carentes de núcleo. O seu ADN encóntrase libre no citoplasma.
• Eucariotas: células con núcleo onde se encontra o ADN. A súa organización é máis complexa, debido á existencia de orgánulos, que levan a cabo diferentes funcións.

A Célula Procariota

As bacterias e cianobacterias son organismos unicelulares con células procariotas. Estas células son máis pequenas e simples ca as eucariotas. Evolutivamente, son as primeiras células que apareceron e delas derivaron as eucariotas.

A Célula Eucariota

Neste tipo de células distínguense dous modelos: o animal e o vexetal. Os animais e os protozoos presentan células de modelo animal, aínda que os protozoos son unicelulares e a súa célula é máis simple. As plantas, os fungos e as algas presentan células de modelo vexetal, aínda que os fungos carecen de cloroplastos (onde está o pigmento da clorofila).

Orgánulos

• Núcleo: estrutura que contén no seu interior o nucleoplasma, onde se encontra o nucléolo e a cromatina. Está envolto por unha dobre membrana perforada por numerosos poros que permiten o intercambio de substancias co citoplasma. O nucléolo está relacionado coa formación dos ribosomas. A cromatina está formada por longos filamentos de ADN asociados a proteínas. Cando a célula se vai dividir, a cromatina condénsase e forma os cromosomas.
• Mitocondria: realiza a respiración celular.
• Cloroplasto: exclusivo das células vexetais. Está formado por dúas membranas, unha externa lisa e unha interna que presenta unhas dobras denominadas tilacoides, onde se encontra o pigmento clorofila. Nel realízase a fotosíntese.
• Aparello de Golgi: nos seus sacos acumúlanse as substancias procedentes do retículo endoplasmático. Tamén transporta esas substancias ao exterior por medio das vesículas.
• Retículo endoplasmático: se ten ribosomas, chámase rugoso; en caso contrario, chámase liso. O rugoso está implicado no almacenamento das proteínas sintetizadas nos ribosomas e no seu transporte; o liso, só transporta e sintetiza lípidos.
• Vacúolo: almacena substancias.
• Lisosoma: descompón substancias complexas en substancias simples mediante as enzimas que contén.
• Centrosoma: componse de centríolos rodeados por fibras do áster (fibras de proteínas). Intervén na mitose e tamén forma os flaxelos, etc.

Órganos, Sistemas e Aparatos en Animais

No curso da súa evolución, os distintos grupos de animais alcanzaron diversos graos de complexidade, como resultado dunha especialización e división do traballo. Así, para desempeñar unha función concreta, varios tecidos asócianse para formar estruturas chamadas órganos.

Polo xeral, os órganos teñen misións máis especializadas ca os tecidos. O estómago, o corazón, un óso e a pel son exemplos de órganos.

Normalmente, un dos tecidos do órgano é o que realiza o traballo principal, como o tecido epitelial na pel, mentres que o resto de tecidos cumpren funcións complementarias. A ciencia que se encarga do estudo dos órganos é a organografía, e a que se dedica ao estudo das súas funcións é a fisioloxía.

Sistemas

A asociación de varios órganos parecidos constitúe un sistema. Os órganos dun sistema poden realizar funcións completamente diferentes; por exemplo, o sistema muscular está formado por músculos similares que poden realizar funcións diferentes: uns moven as pernas, outros xiran a cabeza, etc. Nos animais máis evolucionados, como os vertebrados, distínguense seis sistemas:

• Sistema endócrino: está constituído por tecido epitelial glandular. Os seus órganos son as glándulas endócrinas. Regula e coordina o funcionamento do corpo mediante hormonas.
• Sistema esquelético: está constituído polos ósos, formados por tecido óseo. Entre outras funcións, sostén o corpo facendo de estrutura para os músculos, posibilita o movemento, protexe partes delicadas, etc.
• Sistema muscular: está formado por diferentes músculos esqueléticos, constituídos por tecido muscular estriado. É o responsable dos movementos do corpo e dos seus órganos internos, mediante a contracción e a relaxación dos músculos.
• Sistema nervioso: está formado por tecido nervioso. Os seus principais órganos son o encéfalo, os nervios e a medula espiñal. A súa función é captar sinais, información e estímulos internos e externos, interpretala e crear unha resposta.
• Sistema inmunitario: está composto por órganos linfoides (bazo, ganglios linfáticos, etc.). Protexe o organismo contra as infeccións.
• Sistema tegumentario: está composto pola pel e formacións tegumentarias, como o pelo, as escamas, etc. Realiza, entre outras funcións, a recepción de estímulos externos, a defensa contra a entrada de bacterias ou axentes patóxenos externos, evita a perda de auga, controla a temperatura, etc.

Aparatos

A asociación de varios órganos, que poden ser moi diferentes entre si, e que actúan coordinadamente para levar a cabo unha función, constitúe un aparato. Por exemplo, o aparato circulatorio está formado por órganos tan diferentes como o corazón, as veas ou as arterias, pero todos actúan conxuntamente.

Tipos de Aparatos

• Aparato respiratorio: constituído polas vías respiratorias e os pulmóns. Capta osíxeno e expulsa dióxido de carbono ao exterior.
• Aparato dixestivo: formado polo tubo dixestivo e as glándulas anexas, como o páncreas. Capta o alimento, dixíreo e absorbe os nutrientes, mentres que elimina os restos non dixeribles.
• Aparato reprodutor: produce os gametos, masculinos e femininos, e nas femias proporciona protección e alimento ao embrión.
• Aparato locomotor: está composto polo sistema muscular e o sistema esquelético. É o responsable da locomoción e dos movementos voluntarios do corpo.
• Aparato excretor: formado polas vías urinarias, os riles e outros órganos, como as glándulas sudoríparas. Mantén o equilibrio hídrico do corpo eliminando refugallos.
• Aparato circulatorio: composto polo sistema arterial e venoso e o sistema circulatorio linfático. Forman parte del o corazón, os vasos sanguíneos, o sangue, os vasos linfáticos, etc. Distribúe os nutrientes e o osíxeno e transpórtaos polo organismo, e recolle as substancias de refugallo para levalas a onde poidan ser eliminadas. Tamén intervén na temperatura corporal.

Os Modelos de Organización en Organismos Pluricelulares

Dentro dos organismos pluricelulares que non pertencen ao reino animal, pódense establecer dous tipos de organización, segundo o grao de complexidade que alcanzan os seus tecidos e, polo tanto, os seus órganos:

• Talofítica: as células que forman o organismo son moi similares e non están organizadas en tecidos, aínda que entre elas pode existir certa especialización celular. Non teñen órganos. As algas, os fungos e os liques presentan organización talofítica.
• Cormofítica: é unha organización en que as células se agrupan en auténticos tecidos, que se asocian formando órganos especializados nunha función determinada. As plantas pteridófitas teñen este tipo de organización.

As plantas briófitas (musgos) non presentan tecidos condutores, e non teñen raíz, talo nin follas verdadeiras, aínda que si estruturas parecidas. A súa organización considérase intermedia entre talo e cormo, e denomínase protocormofítica.

As Células Vexetais

As células das plantas con organización cormofítica (pteridófitas e espermáfitas) agrúpanse en tecidos. Estes tecidos vexetais non existen illadamente, senón que se asocian uns con outros para formar diferentes órganos. O desenvolvemento destes órganos especializados permitiulles ás cormofitas adaptarse a unha gran diversidade de ambientes, sobre todo na terra.

Nas cormofitas pódense distinguir tres tipos de órganos, que son anatomicamente diferentes:

• Follas: son órganos, polo xeral, de forma aplanada, onde se realiza a fotosíntese, producindo substancias orgánicas. Nelas tamén se produce o intercambio de gases coa atmosfera e a transpiración, expulsando vapor de auga.
• Talo: polo xeral é a parte aérea e dura da planta, sobre a que se desenvolven as follas. Conduce o zume.
• Raíz: fixa a planta á terra e absorbe desta a auga e os sales minerais disoltos. En ocasións funciona como órgano de reserva.

No interior de calquera dos órganos dunha planta localízase o sistema vascular, constituído polos vasos condutores do xilema e do floema. Ao conxunto de raíz, talo e follas chámase aparato vexetativo ou cormo, e é o encargado de realizar as funcións de nutrición nas plantas. A flor, presente só nas espermáfitas, é en realidade un conxunto de follas modificadas e especializadas na función reprodutora.