La organización de los seres vivos

La teoría celular es uno de los pilares fundamentales de la biología. Su desarrollo fue posible gracias a la invención del microscopio y al trabajo de varios científicos a lo largo de los siglos:

1. Robert Hooke (1665): Fue el primero en utilizar el término "célula" al observar láminas de corcho, aunque lo que vio fueron en realidad las paredes de células vegetales muertas.
2. Rudolf Virchow (1855): Postuló que todas las células provienen de otras células preexistentes.

Los principios de la teoría celular se resumen en:

• Unidad estructural: Todos los seres vivos están formados por una o más células.
• Unidad funcional: La célula es la unidad mínima capaz de realizar las funciones vitales.
• Unidad de origen: Toda célula procede, por división, de otra célula preexistente.
• Unidad genética: Las células contienen la información hereditaria necesaria para el control de su ciclo y el desarrollo del organismo.

A pesar de la enorme diversidad, todas las células del planeta comparten tres componentes esenciales:

• Membrana plasmática: Una fina capa que envuelve la célula, la protege y regula el intercambio de sustancias con el exterior.
• Citoplasma: El interior celular, compuesto por el citosol (un fluido acuoso) y los orgánulos donde se realizan las reacciones químicas.
• Material genético (ADN): La molécula que contiene las instrucciones para el funcionamiento de la célula y que se transmite a los descendientes.

Podemos clasificar las células en dos grandes grupos según su complejidad:

1. Célula procariota: Son células sencillas y pequeñas. Su ADN está libre en el citoplasma (en una región llamada nucleoide) porque carecen de un núcleo definido. Un ejemplo son las bacterias.
2. Célula eucariota: Son más complejas y grandes. Tienen el ADN protegido dentro de un núcleo y poseen numerosos orgánulos especializados (mitocondrias, cloroplastos, ribosomas).

Dentro de las eucariotas, diferenciamos:

• Célula animal: No tiene pared celular ni cloroplastos. Posee centriolos.
• Célula vegetal: Presenta una pared celular rígida de celulosa, una gran vacuola central y cloroplastos para realizar la fotosíntesis.

En los seres vivos complejos, la organización sigue una jerarquía lógica:

1. Nivel celular: La unidad mínima de vida.
2. Nivel de tejido: Conjunto de células similares que realizan una función común (ej. tejido muscular).
3. Nivel de órgano: Unión de varios tejidos que actúan coordinadamente (ej. el corazón).
4. Nivel de sistema o aparato: Conjunto de órganos que colaboran en una función compleja (ej. sistema circulatorio).
5. Organismo: El ser vivo completo, resultado de la integración de todos los niveles anteriores.

• Unicelulares: Formados por una sola célula que realiza todas las funciones vitales. A veces se agrupan en colonias donde las células cooperan pero mantienen su independencia.
• Pluricelulares: Formados por muchas células que se especializan. La especialización celular permite que cada grupo de células se dedique a una tarea concreta, lo que aumenta la eficiencia del organismo. La pluricelularidad permite un mayor tamaño y una mejor adaptación al medio ambiente.

Las células de un organismo pluricelular no están en contacto directo con el exterior, sino que están sumergidas en el líquido intersticial. Este conjunto de líquidos constituye el medio interno. La homeostasis es la capacidad del organismo para mantener constantes las condiciones de este medio interno (temperatura, pH, concentración de sales), lo cual es vital para la supervivencia celular.

Las plantas también tienen tejidos muy especializados:

• Meristemos: Responsables del crecimiento de la planta por división celular constante.
• Tejidos conductores: Forman el sistema de transporte. El xilema transporta la savia bruta (agua y sales) y el floema transporta la savia elaborada (azúcares).
• Tejidos de sostén: Dan rigidez a la planta (colénquima y esclerénquima).

La morfología de una célula o tejido está íntimamente ligada a su trabajo. A esto se le llama diferenciación celular. Por ejemplo, las neuronas tienen prolongaciones largas para transmitir impulsos a distancia, mientras que los glóbulos rojos son discos bicóncavos para maximizar el transporte de oxígeno. Esta adaptación asegura la eficiencia energética del organismo.

Consiste en captar materia y energía del entorno para crecer y repararse.

• Nutrición autótrofa: Los organismos fabrican su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas (luz, $CO_2$). Ejemplo: Plantas y algas.
• Nutrición heterótrofa: Los organismos obtienen la materia orgánica alimentándose de otros seres vivos. Ejemplo: Animales y hongos.
• Metabolismo: Es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en la célula para obtener energía (ATP) o construir estructuras.

Permite a los seres vivos percibir cambios en su entorno (estímulos) y reaccionar ante ellos.

• Receptores: Órganos o células que captan los estímulos (ojos, receptores de presión).
• Coordinación: El sistema nervioso y endocrino procesan la información y elaboran una respuesta adecuada, buscando siempre el equilibrio biológico.

Es la capacidad de originar nuevos individuos.

1. Asexual: Interviene un solo progenitor y los descendientes son genéticamente idénticos (clones).
2. Sexual: Intervienen dos progenitores que aportan gametos. Los descendientes tienen una mezcla de caracteres, lo que aporta variabilidad genética, clave para la evolución.

Es el instrumento básico de laboratorio. Utiliza lentes de vidrio y luz visible.

• Partes: Ocular, objetivo, platina, foco y tornillos de enfoque (macrométrico y micrométrico).
• Cálculo de aumentos: Se obtiene multiplicando el aumento del ocular por el del objetivo. $Aumento_{total} = Aumento_{ocular} \times Aumento_{objetivo}$

Para observar muestras, se colocan entre un portaobjetos y un cubreobjetos.

• Muestras en fresco: Se usa agua o suero fisiológico para observar células vivas.
• Tinciones: Se añaden colorantes (como el azul de metileno) para resaltar estructuras que son transparentes, como el núcleo o la pared celular.

Las unidades de medida habituales son:

• Micra o micrómetro ($\mu m$): $10^{-6}$ metros. Es la escala de las células.
• Nanómetro ($nm$): $10^{-9}$ metros. Es la escala de los virus y moléculas orgánicas.

El límite de resolución del ojo humano es de aproximadamente $0,1$ mm; por debajo de eso, necesitamos obligatoriamente el microscopio para comprender la organización de la vida.