Tema 01 - Los Seres Vivos

¿Qué es la vida? A esta pregunta podemos darle diferentes respuestas desde un punto de vista filosófico, pero seguro que ninguna definirá realmente el concepto de vida, aunque sí que sabemos cuando un organismo está vivo.

El diccionario de la RAE (www.rae.es), nos da varias acepciones:

1. f. Fuerza o actividad interna sustancial, mediante la que obra el ser que la posee.

2. f. Estado de actividad de los seres orgánicos.

3. f. Unión del alma y del cuerpo.

4. f. Espacio de tiempo que transcurre desde el nacimiento de un animal o un vegetal hasta su muerte.

Sin embargo también define la vida animal:

  f. Aquella cuyas tres funciones principales son la nutrición, la relación y la reproducción

Posiblemente esta última, que también valdría para vegetales, bacterias y hongos, sea la más apropiada, pero tampoco define realmente el concepto de “Vida”, sino el de “Ser vivo”, es decir, aquel que realiza estas tres funciones, que veremos más adelante.

¿Cómo surge la vida? ¿Cómo se pasa de lo no-vivo a lo vivo?

Sin duda esta es una de las grandes preguntas en la historia de la biología, pero siento deciros que este tema (la evolución y el origen de la vida) es algo que os contaré en 4º de ESO...

Pero sí que podemos hablar de las condiciones que han hecho de nuestro planeta idóneas para que en él haya vida y eso nos permitirá contestar a otra pregunta ¿Porqué solo hay vida en la Tierra y no en los demás planetas del Sistema Solar?

En la Tierra tenemos 4 grandes "esferas" o capas:

https://www.blinklearning.com

Características de la Tierra para albergar vida:

• La distancia al Sol. La Tierra se encuentra a una distancia de 150 millones de km del Sol. La radiación que llega proporciona luz y calor adecuados para la vida
• Temperaturas suaves (sobre 15º C) que permiten la presencia de agua en estado líquido (imprescindible para las reacciones químicas del metabolismo y por tanto de la vida).
• Atmósfera protectora que además tiene oxígeno (O2) para las respiración y dióxido de carbono para la fotosíntesis (CO2)
• La inclinación de la Tierra proporciona la existencia de estaciones y además su rotación día/noche contribuye a la suavidad del clima.

Composición de los Seres Vivos:

En la biosfera tenemos cabida millones de organismos distintos, pero todos compartimos tres características que nos diferencian de la materia inerte (o no viva):

• Estamos formados por el mismo tipo de sustancias orgánicas e inorgánicas.
• Todos los seres vivos estamos organizados en unidades similares llamadas células.
• Todos los seres vivos realizamos las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción.

Composición química de los seres vivos:

Los seres vivos están compuestos por una gran variedad de elementos químicos, pero los más importantes son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo... Estos elementos se combinan para formar moléculas orgánicas, que son las responsables de la vida.

Algunos ejemplos:

• El carbono es el elemento más importante de los seres vivos. Es el elemento que forma la base de todas las moléculas orgánicas, como los glúcidos o carbohidratos, las proteínas, los lípidos y los ácidos nucleicos. 
• El hidrógeno y el oxígeno forman moléculas de agua, que es esencial para la vida. 
• El nitrógeno es un elemento importante en las proteínas, que son las moléculas que forman los músculos, los huesos y la piel. 
• El fósforo es un elemento importante en los ácidos nucleicos, que son las moléculas que almacenan la información genética. 

En otras palabras, la composición química de los seres vivos es muy compleja, pero podemos diferenciar dos tipos básicos de sustancias:

• Sustancias inorgánicas: Son aquellas que aparecen tanto en los seres vivos como en la materia no viva o inerte. 
• Agua (H2O): Componente esencial, un 70% de los seres vivos es agua y desempeña un papel fundamental en el metabolismo celular
• Dióxido de carbono (CO2): Gas inorgánico producto de la respiración celular que supone la fuente a partir de la cual las plantas y otros organismos fotosintéticos adquieren el Carbono para fabricar la materia orgánica.  
• Sales minerales: De composición muy variada, las sales son esenciales en la regulación de procesos vitales de las células y desempeñan un papel fundamental en la formación de los esqueletos, conchas, caparazones... de los seres vivos.

• Sustancias orgánicas: Son exclusivas de los seres vivos y todos ellos son moléculas basadas en el carbono (C): 
• Glúcidos: También llamados hidratos de carbono, son biomoléculas cuya función principal es la de proporcional energía a las células (ej: glucosa, fructosa...), pero también forman parte de estructuras celulares como las paredes de las células vegetales (celulosa).
• Lípidos o grasas: Son básicamente unas moléculas con gran capacidad de almacenamiento de energía y que además también forman parte de las membranas celulares (ej. colesterol) y proporcionan aislamiento térmico. 
• Proteínas: Son las moléculas más abundantes de los seres vivos y desempeñan una amplia variedad de funciones (movimiento muscular, funciones celulares...)
• Ácidos nucleicos (ADN y ARN): El ADN contiene la información para fabricar las proteínas que hacen funcionar a los seres vivos.

Daros cuenta de que el tener los mismos tipos de sustancias es lo que permite a unos organismos alimentarse de otros para poder construirse a si mismos, tal y como hemos visto en la función de nutrición.

Las Células: Unidad de la Vida.

En el siglo XIX se estableció la llamada Teoría Celular, cuyos postulados son:

·      Todos los Seres Vivos están formados por una o varias células

·      Una célula es la unidad mínima de un ser vivo que puede realizar las tres funciones vitales

·      Toda célula procede de otra célula anterior, es decir, ya existente.

Todas las células tienen en común una serie de elementos básicos:

• Membrana plasmática: que las rodea y las protege. La membrana plasmática está hecha de lípidos, que son moléculas que repelen el agua. Esto ayuda a mantener los contenidos de la célula dentro y los materiales externos fuera.
• Citoplasma: Dentro de la célula hay un fluido llamado citoplasma y que contiene gran cantidad de sustancias y otros componentes celulares, como los orgánulos.
• Orgánulos:,  Son estructuras especializadas que realizan diferentes funciones. Es importante tener presente que no todos los orgánulos están presentes en todas las células y que en un mismo organismo no todas sus células tienen los mismos orgánulos.

El tamaño de las células es muy variable. Aunque algunas células son visibles a simple vista y algunas son de hecho muy grandes (por ejemplo un huevo es una célula tremendamente modificada ya que sirve de reservorio de alimento en el caso de que haya fecundación), pero en su gran mayoría son microscópicas y se miden en micrómetros o micras (µm), no siendo observables a simple vista, por ejemplo:

• Las bacterias miden entre 1 y 2 µm (micras).
• Algunas células del cuerpo humano:
• Glóbulos rojos: Unos 7 µm.
• Espermatozoides (incluyendo la longitud de la cola): Unas 53µm.
• Óvulos: Unos 150 µm.
• Células hepáticas (del hígado): unas 20 µm.
• Las células vegetales rondan entre los 10 y los 100 µm.

Recuerda: 

Las células pueden ser de dos tipos: procariotas y eucariotas.

• Las células procariotas son las células más simples.
• Tipo celular propio de las bacterias.
• No tienen un núcleo definido, por lo que su ADN está disperso por el citoplasma.
• Presentan pared celular rodeando a la membrana plasmática.
• Sólo tienen un tipo de orgánulo, los ribosomas, cuya función es fabricar las proteínas a partir de la información procedente del ADN (ya os explicaré como en 3º de ESO...)
• Muchas bacterias presentan flagelos, unos filamentos (colas) que les permiten moverse.

Modelo de célula procariota
https://www.centroestudioscervantinos.es/celula-procariota/

• Las células eucariotas son las células más complejas.
• Las células eucariotas se encuentran en los algunos seres unicelulares así como en los pluricelulares (animales, las plantas y los hongos).
• Son de mayor tamaño que las procariotas
• Tienen un núcleo definido con el ADN en su interior.
• Presentan un mayor número de orgánulos además de los ribosomas

Hay diferencias entre las células animales, vegetales y de los hongos, pero nos centraremos básicamente entre las diferencias entre las células animal y vegetal.

https://www.ecologiaverde.com/
Semejanzas y diferencias entre una célula vegetal y una célula animal

Cada una de los diferentes tipos de células de un organismo como el nuestro va a ser diferente en cuanto a su forma. Normalmente la forma de las células viene determinada por su función, pero también por su forma de vida en el caso de los organismos unicelulares.

Ejemplos de formas celulares
https://soclalluna.com/eso/4oeso-biologia-y-geologia/ud-01-la-celula-la-unidad-de-la-vida/05-forma-y-funcion-de-la-celula/

Según el grado de complejidad que presenten, podemos diferenciar dos tipos básicos de seres vivos:

• Unicelulares: Formados por sólo una célula (ya sea procariota o eucariota). 
• Un ejemplo son las bacterias (procariotas) o los paramecios (eucariotas).
• Pluricelulares: Aquellos organismos que presentan más de una célula.
• Son siempre eucariotas.
• En muchos casos las células se organizan formando elementos de mayor complejidad:
• Tejidos: Conjunto de células especializadas en una función.
• Órganos: Asociaciones de tejidos que realizan una serie de funciones más amplias.
• Aparatos o Sistemas: Conjunto de órganos agrupados para llevar a cabo procesos complejos

Las Tres Funciones Vitales

Como hemos indicado, los seres vivos son aquellos capaces de realizar las tres funciones vitales, que son una serie de procesos esenciales para el mantenimiento de la vida.

Función de nutrición:

https://www.boredpanda.es/

Todos los seres vivos tenemos que nutrirnos para obtener materia y energía y de este modo crecer y reparar las partes dañadas. Además debemos eliminar los desechos.

Los organismos autótrofos, como las plantas, son capaces de construir sus propios nutrientes a partir de agua, sales minerales y CO₂. La energía para este proceso la obtienen directamente del Sol mediante la fotosíntesis pero además de los vegetales, algas y bacterias fotosintéticas, hay también otros tipos de autótrofos entre las bacterias que no utilizan la luz y que serían quimiótrofos.

           

Esquema de la fotosíntesis vegetal
https://blogsaverroes.juntadeandalucia.es

Los heterótrofos, como los animales, obtenemos los nutrientes de otros organismos, ya sean animales o plantas. En el fondo la energía la obtenemos también del Sol, simplemente que ha ido pasando de un organismo a otro hasta llegar a nosotros, pero en ese proceso se pierde mucha en forma de calor.

Podemos resumir brevemente este proceso en tres elementos fundamentales:

1. Transporte de nutrientes y O2: En los organismos unicelulares los nutrientes y el O2 entran directamente a través de la membrana celular, pero en los pluricelulares esto no es posible y tanto el oxígeno como los nutrientes llegan a las células a través de un sistema de distribución como puede ser la sangre en animales o la savia en vegetales. 
2. La respiración celular: Es el proceso por el cual las células de los organismos que requieren oxígeno, obtienen la energía a partir de la oxidación de los nutrientes. Básicamente consiste en que el O2 "quema" los nutrientes en las mitocondrias, que son orgánulos celulares que se encuentran en todas las células eucariotas, y esto libera la energía que contienen los nutriente.
• Nota: 
• En las bacterias no hay mitocondrias y esta función la hace la membrana celular.
• Algunos organismos (bacterianos principalmente) no requieren oxígeno y realizan otro proceso llamado fermentación.
3. La excreción: Estos procesos respiratorios generan desechos como el CO2 y otros productos que tienen que salir de la célula y del organismo- También se genera agua que es reutilizada por la célula en su mayor parte.

            Hay diferentes tipos de heterótrofos según el alimento que consumen:

·        Herbívoros: consumen vegetales

https://www.dkfindout.com/

·        Carnívoros: consumen otros animales.

https://www.caracteristicass.de

Entre los carnívoros hay especialistas que consumen principalmente, y a veces exclusivamente, un tipo determinado de animales, por ejemplo los piscívoros consumen peces, los insectívoros insectos y en general artrópodos, o los carroñeros, que consumen los cadáveres de otros animales que ellos no han capturado

https://distritoforestal.es/

·        Omnívoros: consumen tanto animales como vegetales

https://www.ecologiaverde.com/

·        Saprófitos: Son descomponedores de materia orgánica, un ejemplo son los hongos

Función de Relación

La relación consiste en la capacidad de percibir los estímulos del medio y contestar adecuadamente a ellos.

Un estímulo es cualquier cambio del entorno o del propio ser vivo que puede ser percibido por este y causar un efecto en él.

https://www.admagazine.com/

En este proceso hay tres fases fundamentales:

• Percepción del estímulo (Receptores): 
• Un estímulo es cualquier cambio en el medio externo o interno que se puede percibir por un ser vivo.
• Para captar los estímulos existen los receptores, que serían los capaces de detectar cambios de luz, movimiento, calor, olor... etc.
• Importante: Lo que no puede ser percibido no es un estímulo
• Elaboración de la respuesta (Coordinación)
• Una vez percibido un estímulo, el organismo debe responder al mismo de manera adecuada, por ejemplo acercándose, alejándose, buscando alimento o agua, durmiendo... la respuesta dependerá del tipo de estímulo.
• Esta respuesta la llevan a cabo tanto una única célula, como sistemas complejos.
• Ejecución de la respuesta (Efectores)
• Una vez esté elaborada la respuesta, se lleva a cabo por parte de células especializadas que, en general, se llaman efectores. 
• Una respuesta puede ser la fabricación de sustancias (ej insulina ante la llegada de glucosa a la sangre), movimiento (ej, cerrar los ojos por el sol intenso), etc.

Función de reproducción

Consiste en la capacidad de los seres vivos de producir descendientes con sus mismas características.

La reproducción puede ser de dos tipos:

• Asexual: Un único individuo da lugar a sus descendientes a partir de su cuerpo o partes de él.

https://biologiaedson.wordpress.com/

• Sexual: Un individuo masculino y uno femenino unen sus células reproductoras, llamadas gametos, para dar lugar a un huevo o cigoto del que nacerá un nuevo individuo.

https://concepto.de/

         Importante: Muchas veces he encontrado en clase (y lo que es peor en los exámenes después de haberlo explicado) que consideráis un ejemplo de reproducción asexual al caracol, porque es hermafrodita, es decir, que tiene los dos sexos y por lo tanto suponéis que se reproduce sólo. No es así. Si tiene los dos sexos es claramente reproducción sexual ¿o no? Incluso en aquellas especies que pudieran autofencundarse (por ejemplo algunas plantas, algunos moluscos… pero no es frecuente), sería sexual aun con un único individuo, ya que intervienen gametos, es decir sus células reproductoras.

https://es.wikipedia.org/

La Clasificación de los Seres Vivos

           

La gran variedad de seres vivos que existen implica la necesidad de clasificarlos para poder estudiarlos. Para ese fin tenemos la Taxonomía, que es la rama de la ciencia que estudia la clasificación de los seres vivos. Esta clasificación se realiza siguiendo criterios naturales.

Se considera al sueco Carl von Linné (1707-1778), como el padre de la taxonomía, ya que su sistema de clasificación, conocido como nomenclatura binomial, se sigue utilizando hoy en día aunque con algunas modificaciones.

La nomenclatura binomial es un sistema que utiliza dos nombres para nombrar a cada especie de organismo vivo (aunque también se usa para especies extintas en paleontología). El primer nombre es el nombre del género, y el segundo nombre es el nombre de la especie. El género se escribe con la primera letra mayúscula y la especie en minúscula. Además se escribe siempre en cursiva y, debería indicarse al autor y el año de publicación de la especie la primera vez que se cita el nombre científico en un texto.

               Por ejemplo, los humanos somos Homo sapiens, Linneo, 1758.

La clasificación  taxonómica se realiza por grupos de clasificación (taxones) en el que el menos amplio es la especie según la clasificación de Linneo y el mayor el reino, y que se ordenan del mayor a menor amplitud amplio del siguiente modo:

El concepto de “Especie” es por tanto la base de la taxonomía, pero tampoco es un concepto de fácil definición, aunque en general podemos entenderlo como el conjunto de aquellos individuos con características similares que pueden reproducirse entre sí y dar descendientes fértiles.

En realidad no es tan sencillo, aunque como definición inicial sirve, pero aunque en general los híbridos de dos especies como las mulas, (cruce de burro y yegua), son estériles, hay casos de híbridos fértiles, como la mayoría de los ocurridos entre cánidos (ej: un lobo con una perra tendrá descendientes fértiles) y también hay hibridaciones parcialmente fértiles, como es el caso de los ligres:

Como curiosidad el Ligre, es decir el cruce de un león y una tigresa, son bastante mas grandes que los tigres, que son el felino mas grande.

 

Ligre macho llamado “Hércules”, el mas grande conocido
https://www.animaleshibridos.com/ligre/

Tigrón o Tigón, cruce de tigre con leona
https://www.petdarling.com/felinos/tigon/

Los machos de ligre son estériles pero las hembras (ligresas) son fértiles si se cruzan con leones, llamándose las crías líligres, o con tigres, llamándose entonces las crías tiligres.

Ligresa con líligre
https://www.bbc.com

Podéis ver mas fotos del “liligre” aquí.

Podéis encontrar información sobre híbridos aquí

A veces se dan híbridos realmente extraños:

Los Cinco Reinos de la Vida.

Aunque la clasificación inicial dentro del sistema binomial de Linneo se basaba en los dos reinos de Aristóteles (siglo IV a. C.), que diferenció entre vegetales y animales, con un tercer reino de minerales que incluyó Linneo (y que evidentemente no son seres vivos), en la actualidad se suele considerar como el sistema de clasificación más aceptado el de los cinco reinos de Margulis, aunque hay otros. Esto se debe a que el sistema de Margulis está basado en la historia evolutiva de los organismos, que es un enfoque más preciso para su clasificación.

Clasificación de los cinco reinos
https://invdes.com.mx/infografias/los-cinco-reinos-los-seres-vivos/

Lynn Margulis fue una bióloga estadounidense que en 1985, en colaboración con otra bióloga, Karlene V. Schwartz, propuso un sistema de clasificación de los seres vivos en cinco reinos: Monera, Protoctistas, Fungi, Plantae y Animalia.

https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/lynn-margulis-biologa-que-reinterpreto-evolucion_19600

Este sistema se basa en el tipo de célula de los organismos (procariotas o eucariotas), en el número de células (unicelulares o pluricelulares), la presencia o no de tejidos y su modo de nutrición (autótrofos y heterótrofos)

• Monera:
• Los organismos del reino Monera son unicelulares procariotas aunque a veces forman colonias.
• Son autótrofos o heterótrofos. 
• Los moneras incluyen bacterias y cianobacterias.

• Protoctistas:
• Unicelulares o pluricelulares SIN tejidos, pero siempre eucariotas.
• Son autótrofos o heterótrofos. 
• Los protistas incluyen protozoos y algas.
• Fungi: 
• Unicelulares o pluricelulares SIN tejidos, pero siempre eucariotas.
• Heterótrofos
• Hongos que forman setas, mohos, levaduras.
• Plantae:
• Eucariotas pluricelulares con tejidos y normalmente con órganos.
• Autótrofos: Las plantas son capaces de producir su propio alimento a través de la fotosíntesis (cloropastos).
• Animalia:
• Eucariotas pluricelulares con tejidos y normalmente con órganos, aparatos y sistemas.
• Heterótrofos. Los animales se alimentan de otros organismos vivos.

Organización de los Seres vivos

https://www.significados.com/

No podemos olvidar algo importante según aumenta la complejidad, y es que la relación entre los diferentes elementos de un sistema le proporcionan a éste una serie de características nuevas, que no tenían sus partes por separado; estas propiedades se denominan propiedades emergentes. Desde esta perspectiva podemos entender la vida como una propiedad emergente de un cierto tipo de sistemas, los sistemas biológicos. (http://www.wikillerato.org/)