Sunday, June 15, 2008

CÉLULAS

Todas las formas de vida que se autoreplican están compuestas de células desde las bacterias unicelulares hasta los elefantes, con sus muchos millones de células. Aunque unas cuantas células gigantes, como los huevos de gallina, se pueden ver a simple vista, la mayor parte de ellas son microscópicas. Muchas de las funciones básicas de los organismos se llevan a cabo en el nivel celular: síntesis proteínica, extracción de energía a partir de los nutrientes y replicación, entre otras.

Todas las células vivas tienen tipos similares de moléculas complejas que intervienen en las actividades básicas de la vida. Estas moléculas interactúan en una mezcla, de unos dos tercios de agua, limitada por una membrana que controla lo que entra y sale. En células más complejas, algunos de los tipos comunes de moléculas están organizados en estructuras que realizan las mismas funciones básicas de manera más eficiente. En particular, un núcleo encierra al ADN y un esqueleto proteínico ayuda a organizar las operaciones. Además de las funciones celulares básicas comunes a todas las células, la mayor parte de las células en organismos pluricelulares realizan algunas funciones especiales que otras no efectúan. Por ejemplo, las células glandulares secretan hormonas, las musculares se contraen y las nerviosas conducen señales eléctricas.

Las moléculas de las células están compuestas por átomos de un número pequeño de elementos principalmente carbono, hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, fósforo y azufre. Los átomos de carbono, debido a su reducido tamaño y a sus cuatro electrones de enlace, se pueden unir a otros átomos de carbono en cadenas y anillos para formar moléculas grandes y complejas. La mayor parte de las interacciones moleculares en las células ocurren en solución acuosa y requieren fluctuaciones bastante pequeñas de temperatura y acidez.

A bajas temperaturas las reacciones son muy lentas, en tanto que las altas temperaturas o la acidez extrema pueden dañar de manera irreversible la estructura de las moléculas de proteína. Aun cambios pequeños en la acidez pueden alterar a las moléculas y la manera en que interactúan. Los organismos unicelulares y pluricelulares contienen moléculas que ayudan a mantener la acidez celular dentro de los límites necesarios.

La célula realiza su trabajo mediante los muchos tipos diferentes de moléculas que ella ensambla, principalmente proteínas. Las moléculas de proteínas son largas, generalmente constituyen cadenas plagadas hechas de 20 tipos distintos de moléculas de aminoácidos. La función de cada proteína depende de su secuencia específica de aminoácidos y de la forma que toma la cadena como consecuencia de las atracciones que existen entre sus partes.

Algunas de las moléculas ensambladas ayudan a replicar la información genética, reparar las estructuras celulares, facilitar a otras moléculas la entrada o salida de la célula y generalmente catalizar y regular las interacciones moleculares. En las células especializadas, otras moléculas proteínicas pueden transportar oxigeno, efectuar contracción, responder a estímulos externos, o proveer material para cabello, uñas y otras estructuras del cuerpo; aun en otras células, se pueden exportar moléculas ensambladas para funcionar como hormonas, anticuerpos o enzimas digestivas.

Todas las células de un organismo son descendientes del óvulo único fecundado y contienen
la misma información de ADN. A medida que generaciones sucesivas de células se forman por división, pequeñas diferencias en sus ambientes inmediatos provocan que se desarrollen de manera un poco distinta mediante la activación o desactivación de diferentes partes de la información de ADN. Las generaciones posteriores de células se diferencian más aun y finalmente maduran en células tan distintas como glandulares, musculares y nerviosas.

Las complejas interacciones entre los innumerables tipos de moléculas en la célula pueden dar origen a distintos ciclos de actividades, como crecimiento y división. El control de los procesos celulares también puede venir de afuera: el comportamiento celular puede recibir la influencia de moléculas de otras partes del organismo o de otros organismos (por ejemplo, hormonas y neurotransmisores) que se unen a la membrana de la célula o pasan a través de ella y afectan las velocidades de reacción entre los constituyentes celulares.


INTERDEPENDENCIA DE LA VIDA

Cada especie está ligada, directa o indirectamente, con una multitud de otras especies en un ecosistema. Las plantas proveen comida, refugio y nidos a otros organismos. Por su parte, muchas plantas dependen de los animales para que las ayuden en la reproducción (las abejas polinizan las flores, por ejemplo) y en la adquisición de ciertos nutrientes (como minerales en productos de desecho animal).

Todos los animales forman parte de cadenas alimentarias que incluyen plantas y animales de otras especies, y en ocasiones de la misma. La relación entre depredador y presa es común, con sus herramientas ofensivas para los depredadores dientes, picos, garras, veneno, etc. y sus instrumentos defensivos para las presas camuflaje para esconderse, rapidez para escapar, escudos o espinas para que no los puedan tocar, sustancias irritantes para repeler. Algunas especies llegan a depender mucho de otras (por ejemplo, los pandas o los koalas sólo pueden comer de cierta clase de árboles), otras han llegado a adaptarse entre si a tal grado que no podrían sobrevivir de otra manera (por ejemplo, las avispas que solamente anidan en las higueras y son los únicos insectos que pueden polinizarlas).

Existen también otras relaciones entre los organismos. Los parásitos se nutren de sus huéspedes, a veces con malas consecuencias para los últimos. Los animales necrófagos y los desintegradores se alimentan sólo de animales y plantas muertos. Y algunos organismos tienen relaciones benéficas para ambas partes por ejemplo, las abejas que extraen néctar de las flores y de manera incidental transportan polen de una flor a la siguiente, o las bacterias que viven en el intestino humano e incidentalmente sintetizan algunas vitaminas y protegen la mucosa intestinal contra los gérmenes.

Pero la interacción de los organismos vivos no se lleva a cabo en un ambiente pasivo. Los ecosistemas están determinados por el entorno no vivo de la Tierra y el agua radiación solar, precipitación pluvial, concentraciones minerales, temperatura y topografía. El mundo contiene una gran diversidad de condiciones físicas, las cuales crean una amplia variedad de ambientes: aguas corrientes y oceánicas, bosques, desiertos, pastizales, tundras, montañas y muchos otros. En todos ellos, los organismos utilizan los recursos vitales de la Tierra, cada uno busca su parte en formas específicas que están limitadas por otros organismos. En cada parte del ambiente habitable, los diferentes organismos compiten por comida, espacio, luz, calor, agua, aire y abrigo.

Las interacciones fluctuantes y eslabonadas de las formas de vida y el entorno componen un ecosistema total; para entender bien cualquier parte de éste se requiere conocer cómo interactúa esa porción con las demás.

La interdependencia de los organismos en un ecosistema con frecuencia da por resultado una estabilidad aproximada durante cientos o miles de años. A medida que una especie prolifera, es refrenada por uno o más factores ambientales: falta de comida y lugares para anidar, aumento de pérdidas por depredadores o invasión de parásitos. Si ocurre un desastre natural, como una inundación o un incendio, es probable que el ecosistema dañado se recupere en una serie de etapas que finalmente terminará en un sistema similar al original.

Como muchos sistemas complejos, los ecosistemas suelen presentar variaciones cíclicas cercanas al estado aproximado de equilibrio. Sin embargo, a la larga, los ecosistemas se modifican inevitablemente cuando cambia el clima o cuando aparecen nuevas especies muy diferentes como resultado de la migración o evolución (o los seres humanos las introducen de manera inadvertida o deliberada).

No comments: