SÍNTESIS DEL TEMA 4.- Los seres vivos funcionan y se construyen de células
1. Repercusiones de la idea de célula como elemento estructural y funcional de los seres vivos
Hemos de entender que todo lo que hacemos lo hacen nuestras células y todas las estructuras que
fabricamos las fabrican nuestras células. Para entender esto hay que hacer un repaso tanto por los
diferentes tipos celulares como por la estructura de una célula y por los diferentes tipos de células que
nos podemos encontrar en nuestro organismo.
2. Elementos básicos de una célula simple
1. Elementos básicos de una célula procariótica
Las células procarióticas son las más sencillas y primitivas que existen en el planeta. Son el tipo de
células que nos encontramos en las bacterias. Las bacterias son, o células procarióticas aisladas, o
conjuntos de ellas poco estructurados. Como mucho nos encontramos a bacterias del mismo tipo
formando agregados específicos (esto es, agrupaciones siempre del mismo tipo para cada tipo de
bacteria) pero nunca formando estructuras complejas con reparto del trabajo entre unos individuos y
otros.
La forma y estructura de las células procarióticas las podéis encontrar en los documentos facilitados.
3. Tipos de células y su evolución
El otro tipo celular que nos podemos encontrar en la naturaleza son las células eucarióticas. Estas
células constituyen el resto de los organismos que no son bacterias. Incluyéndonos a nosotros, todos
los animales, las plantas y los hongos.
1. Células Eucarióticas
La estructura básica de una célula eucariótica también la podéis encontrar en la documentación
facilitada.
2. Las membranas como base de la complicación de las células eucarióticas
La base para que las células puedan tener una estructura tan compleja como la que presentan las
células eucarióticas reside en la versatilidad de las membranas.
Algunas células procarióticas ya
empiezan a usar esta versatilidad fabricando más membrana que la que necesitan para ocupar todo el
espacio definido por su pared celular. De esta forma empiezan fabricando mucha membrana, que
repliegan hacia adentro y que usan como soporte para colocar cosas específicas (como los pigmentos
de la fotosíntesis o las proteínas encargadas de crear potenciales de membrana para la respiración con
oxígeno)
3. Estructuras celulares: núcleo, membranas, orgánulos de doble membrana
La principal estructura diferenciadora de las células eucarióticas es el núcleo. Éste está constituido por
una doble membrana que forma una esfera en cuyo interior se aloja la información genética. Además,
este núcleo es lo suficientemente grande para que, en su interior, quepan muchas moléculas de ADN
y, con ello, más información.
En el núcleo de las células eucarióticas habrá, por tanto, mucha más información que la presente en
las bacterias y, por tanto, podrán hacer muchas más cosas.
Para que toda esta información genética tenga fácil acceso, se requiere un sistema de ordenación y
empaquetamiento sistemático. Esta labor la hacen unas proteínas especiales (las histonas) que serán
las responsables, entre otras cosas, que el ADN forme “cromosomas” cuando la célula se va a
reproducir.
Aparte del núcleo, en estas células nos podemos encontrar otras estructuras delimitadas por
membrana y que van a realizar diversas funciones específicas. De entre todas ellas destacan lo que se
llaman “orgánulos de doble membrana” (mitocondrias y plastos).
Las mitocondrias son las responsables de que las células puedan respiran con oxígeno y, por lo tanto,
extraer de los alimentos mucha más energía que la que se obtienen con la respiración que se hace en
el citoplasma (para la que no se usa oxígeno)
Los plastos, y dentro de ellos, los cloroplastos, son los encargados de realizar la fotosíntesis.
Lógicamente sólo presentan o plastos y cloroplastos las células de los vegetales.
4. Posible evolución de procariotas a eucariotas
Para poder explicar cómo han podido evolucionar las células eucarióticas a partir de las procarióticas
podemos argumentar en que debieron ocurrir una serie de hechos concretos:
a) Que una célula bacteriana se hiciera muchos más grande y con ello, pudiera almacenar en su
interior una mayor cantidad de información genética y, además, poder usarla ordenadamente.
b) Que se constituyera una estructura delimitada para almacenar toda esta información que ahora
tienen (el núcleo)
c) Que incorporara del exterior (en algún momento de la historia natural) una bacteria que había
aprendido a hacer la respiración con oxígeno.
Se configuraría así lo que hoy denominamos
“mitocondrias”. La mayor parte de las células eucarióticas del planeta realizan la respiración con
oxígeno (respiración aeróbica) y lo hacen gracias a sus mitocondrias (esto incluye a las plantas y a
los hongos y no sólo a los animales).
d) Que alguna de estas células (que ya tenían mitocondrias) incorporara en otro momento a otra
bacteria que, en esta ocasión sabía hacer la fotosíntesis. Las actuales plantas provendrían de esta
célula que ahora sabe respira con oxígeno y realizar la fotosíntesis
Algunos otros pasos similares podrían haberse dado para incorporar otro tipo de bacterias que hicieran
otras cosas, pero estos son quizás las incorporaciones más relevantes.
4. Agregación y cooperación de células para constituir un individuo
Un suceso importantísimo en la historia de la evolución natural es el de la agregación de células para
constituir un solo individuo. Esto es, que una vez producidas nuevas células, éstas no se separen
haciendo vida independiente, sino que continúen unidas cooperando entre ellas para constituir un
individuo más complejo (como nosotros)
5. Reparto del trabajo entre las células de organismos pluricelulares: ventajas y repercusiones. Visión de
los tejidos humanos
a) Reparto del trabajo
Para que las células que se quedan juntas para formar un nuevo individuo puedan realizar un trabajo
más complejo, tienen que repartirse el trabajo. Esto quiere decir que unas células van a hacer una
cosa y otras, otra. Para que esto sea posible se requiere que las células tengan mucha información y
que, en cada caso, dependiendo del trabajo que vayan a realizar, utilicen una u otra. Esto sólo es
posible en aquellas células que tienen mucha información y que la tienen organizada (células
eucarióticas).
Esta separación del trabajo se hace para ser más ventajosos que el resto. Tener más ventajas a la
hora de conseguir el alimento o colonizar nuevos ambientes. Y todo ello para poder crecer más, para
reproducirse mejor.
Pero, para lograrlo, va a tener que ocurrir un hecho clave. Que algunas de las células renuncien a
reproducirse, a llegar a la siguiente generación de individuos. Que se dediquen a conseguir que sólo
algunas lleguen a la siguiente generación, pero con el acopio de energía y ventajas que le aportan las
primeras. En este punto se produce un primer y drástico reparto del trabajo y una “decisión” clave. Un
grupo de células estarán protegidas por las demás y, su función será la de formar a los nuevos
individuos, serán las “células germinales” y que, en nuestro caso, serán las que se encarguen de
formar los órganos y las células reproductoras.
Las otras células tendrán que dedicarse a conseguir para las primeras todo lo necesario y, una vez
conseguido que éstas pasen a la siguiente generación, deberán morir. Estas células son las que se
denominan “células somáticas” (de “soma”, que significa cuerpo) y, constituirán la parte inservible del
individuo cuando las germinales hayan cumplido su misión de pasar a la siguiente generación.
Constituirán, indefectiblemente, el futuro cadáver.
Así pues, nuestra percepción de que los seres vivos tienen que morir es una percepción desenfocada.
Fruto de analizar la realidad desde nuestra propia perspectiva. Nuestra consciencia reside en la parte
somática de nuestro organismo y es, por tanto, una de las partes que debe morir. De ahí nuestra
percepción de la inevitabilidad de la muerte. Pero esto no es una característica de los seres vivos. Ni
siquiera de nosotros mismos si nos consideramos en conjunto, con nuestra células somáticas y
nuestras células reproductoras.
Una reflexión a parte nos lleva a considerar otra cuestión. En la parte somática de estos individuos
vivos que llamamos humanos se ha producido un gran avance en la evolución. La propia percepción de
autoconsciencia y la necesidad de explicarnos a nosotros mismos y al mundo en el que estamos.
Nunca antes ni en otro lugar que conozcamos certeramente, se ha producido un hecho similar y tan
trascendente.
Esa parte somática autoconsciente se revela ante la necesidad de extinguirse por la muerte y, de
alguna manera, pretende perpetuarse y permanecer en las siguientes generaciones. Y al igual que la
parte germinal se conforma con pasar a la siguiente generación en forma de información genética, la
parte somática debe conformarse con pasar a la siguiente generación en forma de información: “el
conocimiento”. De esta forma la especie humana se convierte en una especie biológica particular, que
ha logrado pasar a la siguiente generación tanto la información genética como “la cultura” (que es
privativa de la parte somática de nuestro organismo).
b) Tejidos humanos
Para da una visión general de cómo es que nuestro organismo está realmente compuesto y
estructurado por células, y cómo las diferentes especializaciones que pueden tener estas células nos
explican que podamos hacer tantas cosas diferentes, es preciso dedicarnos a mirar los principales tipos
celulares que nos podemos encontrar en un organismo humano.
Para realizar esta visión se requiere organizar este vistazo realizando una agrupación de los diferentes
tipos celulares en sus grupos y tipos principales: los tejidos.
En la presentación que está a vuestra disposición, podéis encontrar unas imágenes ilustrativas de los
principales tejidos. Pero hagamos aquí algunas aclaraciones básicas.
Tejidos epiteliales. Son los caracterizados por estar compuestos por células que se colocan muy
pegadas unas a otras formando una capa (sencilla o múltiple) de células. Sus funciones principales van
a estar referidas principalmente a servir de barrera. Barrera como la parte exterior de la piel o barrera
como la que se constituye en el interior del intestino para separar el medio interno del exterior (por
donde circula el bolo alimenticio). Pero esta característica de constituirse en el límite entre lo de dentro
y lo de fuera, junto a otra, consistente en la posibilidad de que algunas de sus células se dediquen a
fabricar sustancias que expulsan al exterior, hacen que estos tejidos puedan llegar a ocuparse de otra
función: la “función secretora”. Llegado el caso, esta función la realizan de forma exclusiva y
constituyen lo que denominamos “Glándulas”. Éstas vierten sustancias que fabrican al exterior. El
exterior puede ser solamente el exterior de ellas mismas (pero el interior del organismo) y en ese caso
son las que llamamos glándulas de secreción interna. O puede que el exterior sea también el exterior
del organismo (en este caso son las glándulas de secreción externa). Al primer caso pertenecen
glándulas como las que se dedican a fabricar hormonas. En el segundo caso hablamos de glándulas
como las salivares o las mamarias.
Tejidos conectivos.- Se caracterizan por estar compuestos tanto por células como por sustancia
intercelular que, previamente, han fabricado ellas mismas. La apariencia final de estos tejidos es la de
una masa de diferente composición (dependiendo del tipo de tejido conectivo) en el seno de la cual
encontramos a las células aisladas unas de otras. La diferente composición de esta sustancia
intercelular nos define los diferentes tipos de tejido como el conjuntivo, el cartilaginoso, el óseo o la
sangre.
Tejidos musculares.- Este grupo de tejidos se caracteriza por estar constituidos por células muy
diferenciadas, muy especializadas. Las células musculares tienen que crecer mucho en longitud para
pasar de los pocos micrómetros que tienen las células madre hasta varios o muchos centímetros.
Hemos de pensar que una célula muscular debe tener una longitud similar a la del músculo que forma.
Y los músculos pueden ser muy largos en ocasiones. El diámetro, sin embargo no suele crecer mucho
y las células musculares tienen finalmente una forma filamentosa. De ahí que se las denomina “fibras
musculares”.
Aparte de esto, las células musculares deben cumplir la función de contracción. Esto es, deben ser
capaces de acortarse y, con ello, lograr la contracción del músculo.
Tejido nervioso.- Este tejido está constituido, en general, por dos tipos de células básicas: las
neuronas y las células acompañantes (células de la glía entre las que nos encontramos las células de
Schwann)
Las neuronas son también unas células muy diferenciadas. Se caracterizan por tener un cuerpo central
o “soma” y unas prolongaciones. Las prolongaciones pueden ser cortas y numerosas (dendritas) o
largas y una por célula (Axón). El soma de las neuronas está localizado siempre en el sistema nervioso
central, en el eje constituido por el cerebro y la médula espinal. Las prolongaciones largas, los áxones,
deben llegar a los lugares más recónditos del organismo, allí donde deben recoger sensaciones o
mandar órdenes de acción. Por esta razón algunos áxones pueden a llegar a ser muy largo, incluso de
más de un metro en algunos animales con las extremidades muy largas.
En conjunto, el reparto del trabajo entre las células de un mismo organismo y la diferenciación que estas
células deben sufrir para cumplirlo, nos explican cómo estamos hechos por células y cómo todo lo que
hacemos es porque lo hacen nuestras células.