5.1: Introducción a la Biodiversidad

La Tierra es el hogar de una impresionante variedad de formas de vida. Desde organismos unicelulares hasta criaturas hechas de muchos billones de células, la vida ha tomado muchas formas maravillosas y desarrollado innumerables estrategias para la supervivencia. Recordemos que la teoría celular dicta que todos los seres vivos están hechos de una o más células. Algunos organismos están hechos de una sola célula, y por lo tanto se les conoce como unicelulares. Se dice que los organismos que contienen más de una célula son multicelulares. A pesar de la amplia gama de organismos, solo existen dos planes celulares fundamentales: procariotas y eucariotas. La principal diferencia de estos dos planes celulares es que las células eucariotas tienen estructuras internas unidas a la membrana llamadas orgánulos (ver chp 2.3). Así, si analizaras microscópicamente las células de cualquier organismo de la Tierra, encontrarías células procariotas o eucariotas dependiendo del tipo de organismo.

Los biólogos nombran, agrupan y clasifican organismos con base en similitudes en genética y morfología. Esta rama de la ciencia biológica se conoce como taxonomía. Los taxonomistas agrupan los organismos en categorías que van desde muy amplias hasta muy específicas (Figura\(\PageIndex{1}\)). La categoría más amplia se llama dominio y la más específica es especie (observe las similitudes entre las palabras específico y especie). Actualmente, los taxonomistas reconocen tres dominios: Bacterias, Archaea y Eukarya. Todas las formas de vida se clasifican dentro de estos tres dominios.

Figura\(\PageIndex{1}\). Esta ilustración muestra los grupos taxonómicos, en secuencia, con ejemplos. Esta ilustración de OpenStax está licenciada bajo CC BY 4.0

Bacterias de Dominio

Las bacterias de dominio incluyen organismos procariotas, unicelulares (Figura\(\PageIndex{2}\)). Son increíblemente abundantes y se encuentran en casi todos los tipos de hábitat imaginables, incluido tu cuerpo. Si bien muchas personas ven las bacterias solo como organismos causantes de enfermedades, la mayoría de las especies son en realidad benignas o beneficiosas para los humanos. Si bien es cierto que algunas bacterias pueden causar enfermedades en las personas, esta es más la excepción que la regla.

Las bacterias son conocidas por su diversidad metabólica. Metabolismo es un término general que describe la compleja bioquímica que ocurre dentro de las células. Muchas especies de bacterias son autótrofas, lo que significa que pueden crear su propia fuente de alimento sin tener que comer otros organismos. La mayoría de las bacterias autótrofas hacen esto mediante el uso de la fotosíntesis, un proceso que convierte la energía luminosa en energía química que puede ser utilizada por las células. Un grupo conocido e importante desde el punto de vista ecológico de bacterias fotosintéticas son las cianobacterias. Estas a veces se refieren a una alga verdeazulada, pero este nombre no es apropiado porque, como verás en breve, las algas son organismos que pertenecen al dominio Eukarya. Las cianobacterias desempeñan un papel importante en las redes alimentarias de los sistemas acuáticos, como los lagos.

Otras especies de bacterias son los heterótrofos, lo que significa que necesitan adquirir su alimento comiendo otros organismos. Esta clasificación incluye las bacterias que causan enfermedades en los humanos (durante una infección, la bacteria te está comiendo). Sin embargo, la mayoría de las bacterias heterótrofas son inocuas para los humanos De hecho, tienes cientos de especies de bacterias que viven en tu piel y en tu intestino grueso que no te hacen daño. Más allá de tu cuerpo, las bacterias heterótrofas desempeñan un papel vital en los ecosistemas, especialmente las bacterias que habitan el suelo que descomponen la materia viva y ponen los nutrientes a disposición de las plantas

Figura\(\PageIndex{2}\). Muchos procariotas se dividen en tres categorías básicas en función de su forma: (a) cocos, o esféricos; (b) bacilos, o en forma de varilla; y (c) espírilla, o en forma de espiral. (crédito a: modificación de obra de Janice Haney Carr, Dr. Richard Fackcam, CDC; crédito c: modificación del trabajo por parte del Dr. David Cox, CDC; datos de barra de escala de Matt Russell). Esta cifra de OpenStax está licenciada bajo CC BY 4.0

Archaea de dominio

Al igual que las bacterias, los organismos en el dominio Archaea son procariotas y unicelulares. Superficialmente, se parecen mucho a bacterias, y muchos biólogos las confundieron como bacterias hasta hace algunas décadas. Pero escondiéndose en sus genes es una historia que el análisis moderno del ADN ha revelado recientemente: los arqueos son tan diferentes genéticamente que pertenecen a su propio dominio.

Muchas especies arqueas se encuentran en algunos de los ambientes más inhóspitos, áreas de inmensa presión (fondo del océano), salinidad (como el Gran Lago Salado) o calor (fuentes geotérmicas). Los organismos que pueden tolerar e incluso prosperar en tales condiciones se conocen como extremófilos. (Cabe señalar que muchas bacterias también son extremófilas). Junto con la evidencia genética, el hecho de que un gran porcentaje de arqueos sean extremófilos sugiere que pueden ser descendientes de algunas de las formas de vida más antiguas de la Tierra; vida que se originó en un planeta joven que era inhóspito para los estándares actuales.

Por cualquier razón, los arqueos no son tan abundantes en y sobre el cuerpo humano como las bacterias, y causan sustancialmente menos enfermedades. La investigación sobre los arqueos continúa arrojando luz sobre este interesante y algo misterioso dominio.

Dominio Eukarya

Este dominio es más familiar de usar porque incluye humanos y otros animales, junto con plantas, hongos y un grupo menos conocido, los protistas. A diferencia de los otros dominios, el Dominio Eukarya contiene organismos multicelulares, además de especies unicelulares. El dominio se caracteriza por la presencia de células eucariotas. Para este dominio, serás introducido a varios de sus reinos. Reino es la agrupación taxonómica inmediatamente por debajo del dominio (ver Figura\(\PageIndex{1}\)).

Kingdom Animalia está compuesta por organismos multicelulares, heterótrofos. Este reino incluye humanos y otros primates, insectos, peces, reptiles y muchos otros tipos de animales. Kingdom Plantae incluye organismos multicelulares y autotróficos. A excepción de algunas especies que son parásitos, las plantas utilizan la fotosíntesis para satisfacer sus demandas energéticas.

Figura\(\PageIndex{3}\). El (a) hongo familiar es solo un tipo de hongo. Se muestran los cuerpos fructíferos de colores brillantes de este (b) hongo coralino. Esta (c) micrografía electrónica muestra las estructuras portadoras de esporas de Aspergillus, un tipo de hongos tóxicos que se encuentran principalmente en el suelo y las plantas. (crédito a: modificación de obra de Chris Wee; crédito b: modificación de obra de Cory Zanker; crédito c: modificación de obra de Janice Haney Carr, Robert Simmons, CDC; datos de barra de escala de Matt Russell). Esta obra de OpenStax está licenciada bajo CC BY 4.0.

Kingdom Fungi incluye hongos multicelulares y unicelulares, heterótrofos. Los hongos son comúnmente confundidos con plantas porque algunas especies de hongos crecen en el suelo. Los hongos son fundamentalmente diferentes de las plantas en que no realizan fotosíntesis y en cambio se alimentan de la materia viva de los demás. Otro concepto erróneo es que todos los hongos son hongos. Un hongo es una estructura reproductiva temporal utilizada por algunas especies de hongos, pero no todas. Algunos hongos toman la forma de mohos y mildies, los cuales se ven comúnmente en los alimentos podridos. Por último, las levaduras son hongos unicelulares. Muchas especies de levadura son importantes para los humanos, especialmente las levaduras de panadería y cerveza. A través de su metabolismo, estas levaduras producen gas CO2 y alcohol. El primero hace subir el pan y el segundo es la fuente de todas las bebidas alcohólicas.

Los protistas se refieren a un grupo muy dispar que antiguamente era su propio reino hasta que recientes análisis genéticos indicaron que debía dividirse en muchos reinos (Figura\(\PageIndex{4}\)). Como grupo, los protistas son muy diversos e incluyen organismos unicelulares, multicelulares, heterotróficos y autotróficos. El término 'protista' se utilizó como un catchall para cualquier eucariota que no fuera animal, planta u hongo. Ejemplos de protistas incluyen macroalgas como algas marinas y algas marinas, microalgas como diatomeas y dinoflagelados, e importantes microbios causantes de enfermedades como Plasmodium, el parásito que causa la malaria. Lamentablemente, la malaria mata a cientos de miles de personas cada año.

Figura\(\PageIndex{4}\). Los protistas van desde el microscópico unicelular (a) Acanthocystis turfacea y el (b) ciliado Tetrahymena thermophila hasta las enormes algas multicelulares (c) (Chromalveolata) que se extienden por cientos de pies en “bosques submarinos” .” (crédito a: modificación de obra de Yuiuji Tsukii; crédito b: modificación de obra de Richard Robinson, Biblioteca Pública de Ciencias; crédito c: modificación de obra de Kip Evans, NOAA; datos de barra de escala de Matt Russell). Esta obra de OpenStax está licenciada bajo CC BY 4.0

Con esta comprensión superficial y fundamental de la diversidad biológica, ahora estás mejor equipado para estudiar el papel de la biodiversidad en la biosfera y en la economía humana, la salud y la cultura. Cada forma de vida, incluso el microbio más pequeño, es una máquina viviente fascinante y compleja. Esta complejidad significa que probablemente nunca entenderemos completamente a cada organismo y las innumerables formas en que interactúan entre sí, con nosotros y con su entorno. Por lo tanto, es prudente valorar la biodiversidad y tomar medidas para conservarla.

Colaboradores y Atribuciones

• Esta obra de Matthew R. Fisher está licenciada bajo CC BY 4.0.