2.1: Organización celular
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¿Por qué organizarse?
Se puede decir que la organización lleva a la eficiencia. Y en ti, las células se organizan en tejidos, que se organizan en órganos, que se organizan en sistemas de órganos, que te forman. Y se puede decir que el cuerpo humano es un sistema muy organizado y eficiente.
Organización de las Células
La organización biológica existe en todos los niveles en los organismos. Se puede observar al nivel más pequeño, en las moléculas que componían cosas como el ADN y las proteínas, al nivel más grande, en un organismo como una ballena azul, el mamífero más grande de la Tierra. De manera similar, los procariotas y eucariotas unicelulares muestran orden en la forma en que se organizan sus células. Los organismos unicelulares como una ameba son flotantes libres y viven de manera independiente. Sus “cuerpos” unicelulares son capaces de llevar a cabo todos los procesos de la vida, como el metabolismo y la respiración, sin la ayuda de otras células. Algunos organismos unicelulares, como las bacterias, pueden agruparse y formar una biopelícula. Una biopelícula es una gran agrupación de muchas bacterias que se adhieren a una superficie y hacen una capa protectora sobre sí misma. Las biopelículas pueden mostrar similitudes con los organismos multicelulares. La división del trabajo es el proceso en el que un grupo de células realiza un trabajo (como hacer el “pegamento” que pega la biopelícula a la superficie), mientras que otro grupo de células hace otro trabajo (como tomar nutrientes). Los organismos multicelulares llevan a cabo sus procesos vitales a través de la división del trabajo. Cuentan con células especializadas que realizan trabajos específicos. Sin embargo, las biopelículas no se consideran organismos multicelulares y, en cambio, se denominan organismos coloniales. La diferencia entre un organismo multicelular y un organismo colonial es que los organismos individuales de una colonia o biopelícula pueden, si se separan, sobrevivir solos, mientras que las células de un organismo multicelular (por ejemplo, células hepáticas) no pueden.
Algas coloniales del género Volvox. Organismos coloniales
Los organismos coloniales fueron probablemente uno de los primeros pasos evolutivos hacia los organismos multicelulares. Las algas del género Volvox son un ejemplo de la frontera entre organismos coloniales y organismos multicelulares.
Cada Volvox, mostrado en la Figura anterior, es un organismo colonial. Se compone de entre 1,000 a 3,000 algas fotosintéticas que se agrupan en una esfera hueca. La esfera tiene un extremo frontal y posterior distintos. Las células tienen manchas oculares, que están más desarrolladas en las células cercanas al frente. Esto permite que la colonia nade hacia la luz.
Origen de la Multicelularidad
El organismo multicelular más antiguo conocido es un alga roja Bangiomorpha pubescens, cuyos fósiles se encontraron en rocas de 1.2 mil millones de años. Como los primeros organismos eran unicelulares, estos organismos tuvieron que evolucionar hacia organismos multicelulares.
Los científicos piensan que la multicelularidad surgió de la cooperación entre muchos organismos de la misma especie. La Teoría Colonial propone que esta cooperación condujo al desarrollo de un organismo multicelular. Se han observado muchos ejemplos de cooperación entre organismos en la naturaleza. Por ejemplo, cierta especie de ameba (un protista unicelular) se agrupa en tiempos de escasez de alimentos y forma una colonia que se traslada como una sola a una nueva ubicación. Algunas de estas amebas luego se diferencian ligeramente entre sí. Volvox, mostrado en la Figura anterior, es otro ejemplo de un organismo colonial. La mayoría de científicos aceptan que la Teoría Colonial explica cómo evolucionaron los organismos multicelulares.
Los organismos multicelulares son organismos que se componen de más de un tipo de célula y tienen células especializadas que se agrupan para llevar a cabo funciones especializadas. La mayor parte de la vida que se puede ver sin un microscopio es multicelular. Como se discutió anteriormente, las células de un organismo multicelular no sobrevivirían como células independientes. El cuerpo de un organismo multicelular, como un árbol o un gato, exhibe organización en varios niveles: tejidos, órganos y sistemas de órganos. Las células similares se agrupan en tejidos, los grupos de tejidos forman órganos y los órganos con una función similar se agrupan en un sistema de órganos.
Niveles de Organización en Organismos Multicelulares
Los organismos multicelulares vivos más simples, las esponjas, están hechos de muchos tipos especializados de células que trabajan juntas para un objetivo común. Dichos tipos de células incluyen células digestivas, células de poro tubular y células epidérmicas. Aunque los diferentes tipos de células crean una estructura grande, organizada y multicelular —la esponja visible—, no están organizadas en verdaderos tejidos interconectados. Si se rompe una esponja pasándola por un colador, la esponja se reformará del otro lado. Sin embargo, si las células de la esponja están separadas entre sí, los tipos de células individuales no pueden sobrevivir solos. Los organismos coloniales más simples, como los miembros del género Volvox, como se muestra en la Figura anterior, difieren en que sus células individuales son de vida libre y pueden sobrevivir solas si están separadas de la colonia.
Esta lombriz intestinal, un organismo multicelular, se tiñó para resaltar los núcleos de todas las células de su cuerpo (puntos rojos). Un tejido es un grupo de células conectadas que tienen una función similar dentro de un organismo. Los organismos más complejos como medusas, corales y anémonas marinas tienen un nivel de organización tisular. Por ejemplo, las medusas tienen tejidos que tienen funciones protectoras, digestivas y sensoriales separadas.
Organismos aún más complejos, como la lombriz intestinal que se muestra en la Figura anterior, aunque también tienen células y tejidos diferenciados, tienen un nivel de desarrollo orgánico. Un órgano es un grupo de tejidos que tiene una función o grupo de funciones específicas. Los órganos pueden ser tan primitivos como el cerebro de un gusano plano (un grupo de células nerviosas), tan grandes como el tallo de una secuoya (hasta 90 metros, o 300 pies, de altura), o tan complejos como un hígado humano.
Los organismos más complejos (como mamíferos, árboles y flores) tienen sistemas de órganos. Un sistema de órganos es un grupo de órganos que actúan juntos para llevar a cabo funciones complejas relacionadas, con cada órgano enfocándose en una parte de la tarea. Un ejemplo es el sistema digestivo humano, en el que la boca ingiere alimentos, el estómago los aplasta y liquida, el páncreas y la vesícula biliar producen y liberan enzimas digestivas, y los intestinos absorben nutrientes en la sangre.
Resumen
- Los organismos unicelulares son capaces de llevar a cabo todos los procesos de la vida sin la ayuda de otras células.
- Los organismos multicelulares llevan a cabo sus procesos vitales a través de la división del trabajo. Cuentan con células especializadas que realizan trabajos específicos.
- La Teoría Colonial propone que la cooperación entre células de la misma especie condujo al desarrollo de un organismo multicelular.
- Los organismos multicelulares, dependiendo de su complejidad, pueden organizarse de células a tejidos, órganos y sistemas de órganos.
Revisar
- ¿Qué es un organismo multicelular?
- ¿Cuál es una característica celular que distingue a un organismo colonial de un organismo multicelular?
- ¿Cuál es la diferencia entre una célula y un tejido?
- Describir los dos niveles superiores de organización de un organismo.
| Imagen | Referencia | Referencia |
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[Figura 1] | Crédito: La evolución del hermafroditismo autofértil: la niebla se está aclarando. PLoS Biol 3 (1): e30. doi:10.1371/journal.pbio.0030030 Fuente: biology.plosjournals.org/perlserv/? request=slideshow&; type=figure&; doi=10.1371/journal.pbio.0030030&; id=20204 Licencia: CC BY 2.5 |
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[Figura 2] | Crédito: Dr. Ralf Wagner; Patrick J. Lynch, ilustrador médico; C. Carl Jaffe, MD, cardiólogo Fuente: Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Volvox_Aureus_3_Ansichten.jpg; Commons.wikimedia.org/wiki/Archivo:Heart_miocardium_diagram.jpg Licencia: CC BY 3.0; CC BY 2.5 |
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[Figura 3] | Crédito: La evolución del hermafroditismo autofértil: la niebla se está aclarando. PLoS Biol 3 (1): e30. doi:10.1371/journal.pbio.0030030 Fuente: biology.plosjournals.org/perlserv/? request=slideshow&; type=figure&; doi=10.1371/journal.pbio.0030030&; id=20204 Licencia: CC BY 2.5 |