TEMA 6. La vida en la Tierra - PDF

TEMA 6: LA VIDA EN LA TIERRA 1. ¿Qué es la vida? a. Características propias de los seres vivos. 2. El origen de la vida. Principales hipótesis. La posibilidad de vida en otros planetas. a. La hipótesis de la generación espontánea. b. La hipótesis de la pansper...

TEMA 6: LA VIDA EN LA TIERRA 1. ¿Qué es la vida? a. Características propias de los seres vivos. 2. El origen de la vida. Principales hipótesis. La posibilidad de vida en otros planetas. a. La hipótesis de la generación espontánea. b. La hipótesis de la panspermia. c. La hipótesis de Oparin y los experimentos de Miller y Urey. d. Hipótesis actuales. 3. La exobiología. 4. La base química de la vida. Biomoléculas orgánicas: Estructura y funciones. a. Glúcidos. b. Lípidos. c. Proteínas. d. Ácidos nucleicos. 5. Organización celular de los seres vivos. 6. Las funciones vitales. 7. Clasificación básica de los seres vivos. ¿QUÉ ES LA VIDA? Los seres vivos, se definen por tres características especiales que todos presentan y que los diferencian de la materia inerte. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS 1. Tienen estructura celular, es decir, están formados por células. Pueden formarse de una (unicelulares) o de muchas (pluricelulares). 2. Tienen una composición química común, es decir, todos están formados por el mismo tipo de moléculas. Las moléculas que forman parte de los seres vivos se denominan biomoléculas, y podemos distinguir dos tipos: -Moléculas inorgánicas: están en los seres vivos pero también fuera de ellos. ·Agua. ·Sales minerales. -Moléculas orgánicas: son exclusivas de los seres vivos. Estas biomoléculas están basadas en el carbono. ·Glúcidos: formados por monosacáridos ·Lípidos: pueden estar formados por ácidos grasos ·Proteínas: formadas por aminoácidos 1  ·Ácidos nucleicos: ADN y ARN. Tienen la capacidad de autorreplicarse. 3. Realizan las tres funciones vitales. -Nutrición: Incorporación de materia y energía del medio. -Relación: Recepción de información del medio y respuesta a ella. -Reproducción: Generación de individuos similares. EL ORIGEN DE LA VIDA La vida apareció como un tipo de organización especial de la materia. Los primeros seres vivos aparecieron hace unos 3500 millones de años y debieron ser muy sencillos, similares a las bacterias actuales: unicelulares y procariotas. Varias hipótesis han intentado explicar, a lo largo de la historia, la aparición de los seres vivos. La hipótesis de la generación espontánea Aceptada durante siglos, proponía que los seres vivos se podían formar, espontáneamente, a partir de materia inerte si se daban las condiciones apropiadas. A partir de paja y barro se formarían ratones; a partir de un trozo de carne en putrefacción se formarían gusanos y moscas; en un charco de lluvia aparecerían microorganismos. A partir del siglo XVII se puso en duda esta hipótesis y se empezaron a realizar experimentos siguiendo la metodología científica. El experimento de Redi (s. XVII) descartó la validez de la hipótesis para la formación de gusanos en la carne y el de Pasteur la desechó para la formación de microorganismos, lo que acabó descartando definitivamente la hipótesis de la generación espontánea. La conclusión, por tanto, es que los seres vivos solo se podrían formar a partir de otros seres vivos. Pero, entonces ¿cómo se formaron los primeros seres vivos? ¿cómo surgió la vida? La hipótesis de la panspermia Propuesta en el siglo XX, defiende que la vida llegó a la Tierra en forma de microorganismos transportados por cometas, asteroides o meteoritos, procedentes cuerpos del SistemaSolar que albergaban vida. Las objeciones a esta hipótesis son dos: Los microorganismos difícilmente podrían sobrevivir a las radiaciones del espacio durante su viaje. No explica el problema del origen de la vida, solo lo traslada de lugar, a otros hipotéticos planetas. La hipótesis de Oparin y los experimentos de Miller y Urey La hipótesis de Oparin A principios del siglo XX, el bioquímico ruso Alexandr Oparin propuso una hipótesis sobre el origen de la vida en la Tierra a partir de la materia inerte. Según esta hipótesis, a partir de moléculas inorgánicas se formarían moléculas orgánicas y, posteriormente, esas moléculas 2 orgánicas se organizarían en estructuras cada vez más complejas hasta alcanzar un nivel de organización que, por sus propiedades, ya se podría considerar una unidad viva rudimentaria, es decir, que cumpliría con las tres características básicas de un ser vivo: -Formada por moléculas inorgánicas y orgánicas. -Realizaría actividades parecidas a las funciones vitales. -Estructura básica similar a una célula. Según la hipótesis de Oparin, hace 3500 millones de años, los componentes de la atmósfera primitiva (H2 - NH3 - CO2 - CH4 - H2O - SIN OXÍGENO) reaccionaron entre sí gracias a la enorme cantidad de energía procedente de la radiación solar, las tormentas y las erupciones volcánicas. Esas reacciones darían lugar a la formación de moléculas orgánicas sencillas, que irían acumulándose en los océanos primitivos, formando el “caldo primigenio”. Las moléculas orgánicas sencillas fueron uniéndose y originando otras cada vez más complejas. La unión de ciertas moléculas orgánicas dio lugar a estructuras que separaban un medio interno del externo: a estas estructuras las llamó coacervados. Estos coacervados tendrían gran cantidad de moléculas orgánicas en su interior, y algunas de ellas serían capaces capaces de autorreplicarse (ácidos nucleicos), considerándose estos como los primeros organismos vivos, los protobiontes: protocélulas con una estructura celular muy rudimentaria, pero con actividades muy similares a las funciones vitales. Los experimentos de Miller y Urey En 1953, los estadounidenses Miller y Urey simularon las condiciones de la Tierra primitiva en un experimento que demostró que era posible la síntesis de moléculas orgánicas sencillas a partir de moléculas inorgánicas. Para simular la atmósfera primitiva, se introdujeron en un dispositivo los gases que, según se pensaba, formarían aquella atmósfera de hace 3500 MA. Para simular las formas de energía del momento, se aplicaron descargas eléctricas a esa mezcla de gases durante días. Al cabo de días, se obtuvieron moléculas orgánicas de diferentes tipos, como monosacáridos, aminoácidos y componentes de los ácidos nucleicos. La formación de los componentes básicos de la vida (moléculas orgánicas) a partir de moléculas inorgánicas, quedaba experimentalmente demostrada. Hipótesis actuales Hoy se sabe que aquella atmósfera primitiva tenía una composición química diferente a la que suponían Miller y Urey en su experimento. Por ejemplo, no había tantos componentes ricos en hidrógeno (H2, CH4, NH3), elemento fundamental para la formación de moléculas orgánicas. Además, la ausencia de oxígeno y, por tanto, de ozono, haría muy potente la radiación ultravioleta, lo que impediría la estabilidad de las moléculas orgánicas formadas en la atmósfera. Actualmente se considera que el lugar más probable para la formación de las moléculas orgánicas serían las aguas próximas a las fuentes hidrotermales marinas, zonas del fondo marino volcánicamente activas por las que surge material del interior de la Tierra. En esos lugares serían abundantes los compuestos de hidrógeno y las altas temperaturas contribuirían a la reacción química de las moléculas inorgánicas para dar moléculas orgánicas. Los protobiontes formados a partir de las moléculas orgánicas estarían formados por una molécula 3 autorreplicante (probablemente ARN asociado a una proteína de replicación), rodeada por una membrana lipídica y con capacidad para producir enzimas. Estos enzimas participarían en un metabolismo rudimentario de producción de energía. Serían los antecesores de los primeros organismos celulares. Los primeros seres vivos debieron ser unicelulares, procariotas (no tenían su material genético envuelto por una membrana), heterótrofos (obtenían la materia orgánica del medio) y anaerobios (obtenían la energía sin emplear oxígeno, ya que no estaba disponible). Posteriormente, a medida que se fueron agotando las moléculas orgánicas de origen abiótico, aparecerían células autótrofas, capaces de realizar la fotosíntesis y, así, producir sus propias moléculas orgánicas a partir de la materia inorgánica, mucho más abundante. Los organismos fotosintéticos hicieron que se empezara a acumular oxígeno en la atmósfera, con lo que aparecieron las células aerobias, que serían capaces de obtener energía con mejor rendimiento al utilizar el oxígeno. Mucho después, por un proceso llamado endosimbiosis se originarían las primeras células eucariotas. Una célula procariota anaeróbica fagocitaría a una procariota aeróbica, dando lugar a las mitocondrias actuales (y a las células eucariotas heterótrofas). Un eucariota heterótrofo fagocitaría a un procariota fotosintético, dando lugar a los cloroplastos actuales (y a las células eucariotas autótrofas, fotosintéticas). Por último, la asociación celular de esas células eucariotas dio lugar a colonias y la especialización celular daría lugar a los organismos pluricelulares. LA EXOBIOLOGÍA Es la disciplina que estudia la posibilidad de la existencia de vida fuera de la Tierra. La Tierra es el único lugar en el universo en el que se tiene la certeza de que existe vida, aunque se sabe que puede haber lugares, fuera de nuestro planeta, potencialmente habitables por sus características (presencia de agua, de una atmósfera favorable, distancia adecuada a una estrella, etc.). 4 En el Sistema Solar son objeto de investigación, en este sentido, el planeta Marte (hay evidencias de que pudo tener agua en el pasado), Europa (la luna helada de Júpiter bajo cuya superficie de hielo podría existir un océano de agua líquida) y dos de los satélites de Saturno: Titán (probable atmósfera rica en nitrógeno e hidrocarburos) y Encélado (probable agua líquida bajo la superficie). Por su parte, fuera del Sistema Solar, se han descubierto numerosos exoplanetas cuyas condiciones los hacen candidatos a acoger vida, en ellos o en sus satélites. LA BASE QUÍMICA DE LA VIDA Los elementos químicos que se encuentran en los seres vivos se denominan bioelementos. Según su abundancia en ellos se dividen en tres tipos: Primarios: son los más abundantes (96%). CHONPS (carbono, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, fósforo y azufre). Tienen algunas características que los hacen idóneos para formar parte de estos seres vivos: o Pueden compartir electrones de su última capa formando enlaces covalentes estables, pero que a su vez permitan las reacciones metabólicas. o El C, por su configuración tetraédrica con 4 electrones en su capa más externa puede unirse con otros elementos por enlaces simples, dobles o triples permitiendo la formación de estructuras complejas (cadenas, anillos…). o El C se une fácilmente a HON y S lo que permite introducir diferentes grupos funcionales dándoles propiedades concretas. o C y N tienen la misma afinidad por el O que por el H, pudiendo pasar de oxidado a reducido con facilidad, lo cual es importante en las reacciones redox del metabolismo. Secundarios: se encuentran en abundancia intermedia. Entre ellos encontramos: Ca (lo encontramos en el esqueleto y es fundamental en la contracción de las células musculares) Na, K (provocan el impulso nervioso) Cl, Mg (se encuentran en la clorofila). Oligoelementos: se encuentran en cantidad menor del 0.1% en los seres vivos, pero son imprescindibles para ellos. Los ejemplos más comunes de oligoelementos son: Fe (transporta electrones en los citocromos debido a su capacidad de reducirse y oxidarse, también transporta O en sangre gracias a su facilidad de cogerlo y soltarlo). Cu (forma parte de la hemocianina de los artrópodos, que es el equivalente de la hemoglobina en estos animales). I (se encuentra en la hormona tiroxina, su falta produce enanismo), F (presente en el esmalte de los dientes)… Estos bioelementos se organizan formando biomoléculas, que, como ya hemos visto, pueden ser inorgánicas (el agua y las sales minerales) si pueden encontrarse fuera de los seres vivos; u orgánicas, si son exclusivas de estos. Las biomoléculas orgánicas son los glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. GLÚCIDOS Los glúcidos son las biomoléculas más abundantes en los seres vivos. También se las llama coloquialmente hidratos de carbono. De ellos se obtiene la mayor parte de la energía que utilizan las células. Están compuestas por C, H y O. Fórmula empírica CnH2nOn. 5 Las funciones de los glúcidos son: Plástica o estructural (queratina, celulosa...) De reserva energética (almidón, glucógeno...) Podemos clasificar los glúcidos en monosacáridos, oligosacáridos y polisacáridos. Monosacáridos Son las unidades básicas (no hidrolizables) de los glúcidos. En estado natural poseen de 3 a 7 átomos de C. Químicamente se definen como polialcoholes con un grupo funcional aldehído o cetona. Nomenclatura: [aldo- o ceto-] + [nº de C] + [-osa] Propiedades: Solubles en agua. Sólidos. No hidrolizables. Color blanco. Dulces. Cuando están en disolución, si tienen más de 5 carbonos, se ciclan. Algunos de los monosacáridos más importantes son: Glucosa: es el monosacárido más abundante. Tiene función estructural (celulosa) y energética (almidón). Es el principal nutriente de los animales, que la degradan en la respiración celular para obtener energía. Tiene que haber 1g de glucosa por cada litro de sangre. Si hay más (hiperglucemia) puede deberse a diabetes. Ribosa: forma parte del ARN. Desoxirribosa: forma parte del ADN. Glucosa Ribosa Desoxirribosa Oligosacáridos Tienen de dos a 10 monosacáridos, unidos entre ellos por enlace O-glucosídico. Este enlace se establece entre un grupo OH de un monosacárido y un grupo OH del otro. Se desprende agua en la reacción: 6 Los oligosacáridos más característicos son los disacáridos (contienen 2 monosacáridos). Entre ellos, destacan: Lactosa: es el azúcar de la leche de mamíferos. Glucosa + Galactosa. Sacarosa: es azúcar común. En la caña de azúcar, remolacha, néctar de las flores y miel. Glucosa + Fructosa. Lactosa Sacarosa Polisacáridos Son la unión de más de 10 monosacáridos (normalmente, miles de ellos). Entre sus propiedades destacan: color blanco, insípidos, no cristalizan, insolubles. Pueden tener funciones estructurales o de reserva energética: Polisacáridos con función energética: Almidón: Es la reserva de glucosa en células vegetales. Glucógeno: Es la reserva de glucosa en células animales. Se almacena en hígado y músculos. Polisacáridos con función estructural: Celulosa: Forma la pared celular de las células vegetales. Quitina: Forma la pared celular de las células fúngicas y el exoesqueleto de los artrópodos. LÍPIDOS Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas por C, H y O. A veces pueden aparecer en algunos compuestos P, N y S. Constituyen un grupo de moléculas muy hetereogéneo, con composición, estructura y funciones muy diversas, pero todos ellos tienen en común varias características o propiedades: No se disuelven en agua. Son menos densos que el agua, por lo que flotan sobre ella. Son untosos al tacto. Entre sus funciones destacan: Son fuente de energía (1g de grasa produce 9.4 kcal mientras que 1g de glúcidos produce 4.1 kcal. Así que a los animales les conviene almacenar la energía en forma de lípidos porque ocupan menos volumen). El exceso de lípidos, los que no se utilizan, se almacenan en el tejido adiposo cuando hay un exceso de glúcidos, estos se transforman en lípidos para almacenarse mejor. Función protectora (la grasa rodea los órganos). Son termoaislantes. 7  Forman parte de las membranas celulares. Tienen función hormonal (hormonas esteroideas) y función vitamínica (vitaminas liposolubles como la A y la D). Se clasifican en: Lípidos saponificables: si contienen ácidos grados Lípidos insaponificables: no contienen ácidos grados Lípidos saponificables Ácidos grasos Los ácidos grasos son moléculas formadas por una cadena hidrocarbonada que posee un grupo carboxilo terminal como grupo funcional. El número de carbonos habitualmente es par (12-24). No suelen encontrarse libres en la naturaleza, sino que forman parte de lípidos complejos. Hay dos tipos 1. Saturados: Los enlaces entre los carbonos son enlaces simples. A temperatura ambiente, los ácidos grasos saturados suelen encontrarse en estado sólido. Los más destacados son el palmítico y el esteárico. 2. Insaturados: En ellos pueden aparecer enlaces dobles entre los carbonos de la cadena. Estos dobles enlaces se llaman insaturaciones. A temperatura ambiente, son líquidos. Los más destacados son el ácido oleico, el linoleico o el araquidónico. Se dice que estos son ácidos grasos esenciales, ya que no podemos sintetizarlos y necesitamos ingerirlos. Una propiedad muy importante de los ácidos grasos es que son sustancias anfipáticas: tienen una cadena hidrocarbonada (cola) hidrófoba y una cabeza (el grupo carboxilo) hidrófila. Esto da lugar a estructuras como micelas o bicapas. Acilglicéridos Los acilglicéridos son ésteres de la glicerina con los ácidos grasos. Los tres grupos hidroxilo de la glicerina pueden reaccionar con uno, con dos o con tres ácidos grasos para dar lugar respectivamente a los monoacilglicéridos, diacilglicéridos y triacilglicéridos. 8 Los triglicéridos son los más importantes, y los podemos clasificar en: Aceites: líquidos a temperatura ambiente. Llevan ácidos grasos insaturados. Son de origen vegetal. Sebos y mantecas: sólidos a temperatura ambiente. Llevan ácidos grasos saturados. Son de origen animal. Fosfoglicéridos o fosfolípidos Se componen de una glicerina unida a dos ácidos grasos y a un ácido ortofosfórico. Son sustancias anfipáticas con una zona polar hidrófila que corresponde la glicerina fosforilada y una zona hidrófoba correspondiente a los ácidos grasos unidos a la glicerina. Esto permite que los fosfolípidos en medio acuoso se orienten formando una bicapa lipídica que se cierra sobre sí misma y constituye la estructura básica de las membranas celulares. Por tanto, tienen una función estructural. Lípidos insaponificables No contienen ácidos grasos. Podemos encontrar: Esteroides Son derivados de la molécula de esterano. Entre ellos, cabe destacar el colesterol, que forma parte de las membranas de células animales, a las que estabiliza. También es precursor de ciertas sustancias como las hormonas sexuales, las hormonas adrenocorticales o la vitamina D. Si hay exceso de colesterol se acumula en las paredes arteriales haciéndolas (arterioesclerosis) y disminuyendo el diámetro del vaso, lo que puede dar lugar a trombos y otros problemas circulatorios. Los ácidos biliares también son esteroides. Isoprenoides o terpenos Entre ellos desdestacan sustancias aromáticas como el geraniol y el mentol; las vitaminas A y E; o sustancias coloreadas tales como los carotenos (propios, por ejemplo, del tomate). 9 Prostaglandinas Entre sus funciones destacan su intervención en las contracciones del útero durante el parto, en la coagulación sanguínea (función opuesta a la de la heparina), en los procesos inflamatorios y en la vasodilatación. PROTEÍNAS Están compuestas principalmente por C H O N. Pero también suelen llevar P S Cu Fe, etc.. Representan el 50% del peso en seco del organismo. Son polímeros lineales de aminoácidos que se unen mediante enlace peptídico. Tienen diversas funciones: Estructural (colágeno, queratina…), enzimática (tripsina, amilasa…), hormonal (insulina, tiroxina…), defensiva (anticuerpos), y energética (solo cuando se han agotado lípidos y glúcidos). Aminoácidos Existen 20 aminoácidos que forman proteínas. Todos se componen de un carbono unido a un hidrógeno, un grupo amino, un grupo carboxilo y una cadena lateral que varía según el tipo de aminoácido. Enlace peptídico Los aminoácidos se unen entre sí para formar oligopéptidos (2-12 aminoácidos), polipéptidos (12-60 aminoácidos) y proteínas (+60 aminoácidos). Es un enlace covalente muy fuerte entre el grupo αcarboxilo de un aa y el grupo αamino del siguiente. En el proceso se desprende agua. Estructura de las proteínas En las proteínas encontramos 4 niveles de complejidad estructural: Estructura primaria: es la secuencia de aminoácidos unidos por enlace peptídico, formando la cadena peptídica. Estructura secundaria: surge del plegamiento de la cadena peptídica, al unirse el grupo amino de un aminoácido y el grupo carboxilo de otro. Estructura terciaria: surge del plegamiento de la estructura secundaria, al unirse las cadenas laterales de aminoácidos, que pueden estar muy separados entre sí. Es lo que le otorga a la proteína su estructura característica, de la cual depende su función. Si esta estructura terciaria se pierde (por aumento de la temperatura, cambio en el pH…), la 10  proteína perderá su función. A esto se le llama desnaturalización de la proteína. Estructura cuaternaria: algunas proteínas pueden tener varias cadenas peptídicas unidas entre sí, como es el caso de la hemoglobina (que tiene 4 cadenas). Enzimas Las enzimas son proteínas que se encargan de catalizar las reacciones químicas que se producen en el organismo. Se necesitan en pequeña cantidad, puesto que no se gastan, pero son esenciales para la vida ya que, sin ellas, las reacciones químicas del metabolismo se producirían a una velocidad demasiado lenta. ÁCIDOS NUCLEICOS Los ácidos nucleicos son las moléculas encargadas de almacenar, transmitir y expresar la información genética. Se trata de biomoléculas compuestas por C, H, O, N y P, que se forman por la polimerización de unas subunidades denominadas nucleótidos. Estos nucleótidos se forman, a su vez, de: Las pentosas: Un monosacárido que puede ser ribosa o desoxirribosa. La ribosa se encuentra en los nucleótidos del ARN y la desoxirribosa en los nucleótidos del ADN. Las bases nitrogenadas: Son compuestos cíclicos que contienen N. Son la adenina (A), la guanina (G), la citosina (C), la timina (T) y el uracilo (U). Las bases nitrogenadas se unen al carbono 1 de la pentosa. El ácido fosfórico: Se encuentra en forma de ión fosfato (PO4 3 -). Este ácido fosfórico se une al carbono 5 de la pentosa. Los nucleótidos se unen unos a otros mediante un enlace fosfodiéster, que une el carbono 3 de la pentosa de un nucleótido con el ácido fosfórico del siguiente. Tipos de ácidos nucleicos ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLEICO (ADN) Está formado por desoxirribosa, y las bases nitrogenadas que puede tener son C, G, A y T. Se compone de dos cadenas de nucleótidos que van en sentido opuesto (una va en dirección 3’- 5’, mientras que la otra va en dirección 5’-3’). Las bases nitrogenadas complementarias de estas dos cadenas se unen: la guanina siempre se une con una citosina y la adenina siempre se une con una timina. A esta estructura se la denomina doble hélice de ADN. ÁCIDOS RIBONUCLEICO (ARN) Está formado por ribosa, y las bases nitrogenadas que puede tener son C, G, A y U. Se compone de una sola cadena de nucleótidos (aunque en ocasiones, puede hibridar consigo misma si las bases son complementarias formando horquillas y bucles). 11 Por su función y estructura se diferencian 3 tipos de ARN: ARN mensajero: es un ARN lineal que transporta la información desde el ADN hasta los ribosomas. ARN transferente: es un ARN con 3 bucles que se encarga de transportar los aminoácidos a los ribosomas para formar las proteínas. ARN ribosómico: forma parte de los ribosomas. ORGANIZACIÓN CELULAR DE LOS SERES VIVOS Según la teoría celular, todos los seres vivos están formados por células, que constituyen su unidad estructural y funcional (todas las estructuras de los seres vivos están formadas por células y todas las funciones que realiza un ser vivo son llevadas a cabo por sus células). Todas las células tienen una estructura común: Una membrana plasmática: separa la célula del medio externo, controla el paso de sustancias y detecta estímulos. Esta membrana está formada por una bicapa de fosfolípidos en la que también hay proteínas y glúcidos. El citoplasma: compuesto por un medio acuoso llamado citosol, y los orgánulos celulares embebidos en él. Material genético de ADN: Contiene la información genética de la célula. Según su organización y complejidad, dividimos las células en procariotas y eucariotas: Células procariotas Son células pequeñas, propias del reino moneras (bacterias). No poseen membranas internas: ni membrana nuclear ni orgánulos de membrana. Su material genético se compone de una única molécula circular de ADN disperso en el citoplasma, en una región denominada nucleoide. Tienen ribosomas (orgánulos encargados de la fabricación de proteínas) Pueden contener plásmidos, que son pequeñas moléculas de ADN circular que contienen pocos genes, responsables de características como la resistencia a antibióticos. La mayoría de células procariotas tienen una pared celular protectora. Y algunas tienen, además, una cápsula. Algunas células procariotas pueden presentar flagelos para desplazarse. 12 Células eucariotas Son las células propias del resto de reinos: protoctistas, hongos, plantas y animales. Poseen membrana nuclear y orgánulos de membrana. Son más grandes y complejas que las procariotas, contienen numerosos orgánulos de membrana (mitocondrias, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, lisosomas, etc.) y sus ribosomas más grandes. Su material genético se encuentra en el núcleo y se compone de varias moléculas de ADN lineal. Las células de las de plantas, algas y hongos presentan pared celular, químicamente diferente de la de procariotas. Orgánulos de la célula eucariota: Retículo endoplásmico (RE): Red de sacos y tubos interconectados, relacionada con la síntesis de distintas sustancias. El retículo endoplasmático rugoso tiene ribosomas, por lo que sintetiza y transporta proteínas. El retículo endoplasmático liso, sin ribosomas, sintetiza y transporta lípidos. Aparato de Golgi: Conjunto de sacos aplanados que se encargan de modificar y empaquetar en vesículas las moléculas recibidas del RE, para su distribución por la célula o su excreción. Lisosomas: Vesículas con enzimas digestivos para degradar materiales, internos (como orgánulos inservibles) o externos (como nutrientes). Mitocondrias: Se encargan de la espiración celular para la producción de energía. Núcleo: Contiene el ADN, en forma de cromatina o de cromosomas. También contiene el nucleolo, que se encarga de la síntesis de componentes de los ribosomas. Ribosomas: Sintetizan las proteínas. Pueden estar en el RER o libres por el citosol. Citoesqueleto: Es una red de filamentos que da forma a la célula y permiten su movimiento. Centriolos: Sólo están presentes en la célula eucariota animal. Se trata de dos cilindros proteicos que organizan el citoesqueleto. Cloroplastos: Sólo están presentes en las células eucariotas vegetales. Son los encargados de realizar la fotosíntesis (formación de materia orgánica a partir de inorgánica). Pared celular: Sólo están presentes en las células eucariotas vegetales y fúngicas. En el primer caso, se compone de celulosa, mientras que la pared fúngica se compone de quitina. Su función es proteger y dar rigidez a la célula (y al organismo). Vacuolas: Sólo están presentes en las células eucariotas vegetales. Almacenan agua, sustancias de reserva y productos de desecho y contribuyen a mantener la consistencia de la célula (y del organismo). EL CASO ESPECIAL DE LOS VIRUS Los virus son estructuras sin organización celular (es decir, formas acelulares), por lo que no pueden ser considerados seres vivos. Están constituidos por un material genético (ácido nucleico) y una cubierta proteica llamada cápsida. Como no contienen nada más, no tienen 13 metabolismo propio, lo que los convierte en parásitos intracelulares obligados. Su material genético puede ser de ADN o ARN, circular o lineal, de cadena sencilla o doble. Estrictamente, no son considerados seres vivos ya que no tienen estructura celular ni realizan ninguna de las tres funciones vitales: nutrición, relación ni reproducción. LAS FUNCIONES VITALES Los seres vivos realizan tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. La función de nutrición Tiene por objeto conseguir materia y energía y utilizarlas para construir las estructuras y realizar todas las funciones del organismo. Dependiendo de cómo consigan la materia orgánica (necesaria para formar sus estructuras y producir energía), se consideran dos tipos de nutriciónen los seres vivos: Nutrición autótrofa: La tienen los organismos que producen su propia materia orgánica a partir de materia inorgánica del medio. Mediante la fotosíntesis o la quimiosíntesis, se aprovecha la energía luminosa o química, respectivamente, para ensamblar moléculas inorgánicas (CO2 y agua) y formar moléculas orgánicas. Es propia de plantas, algas y algunas bacterias. Nutrición heterótrofa: La tienen los seres vivos que, al no poder producir la materia orgánica que necesitan a partir de materia inorgánica, deben consumir la de otros seres vivos. Es propia de animales, hongos, protozoos y algunas bacterias. La función de relación Todos los seres vivos, incluso los más sencillos, son capaces de detectar información del medio y responder a ella: Las bacterias son capaces de detectar sustancias que les sirven de nutrientes y desplazarse hacia ellas. Las plantas son capaces de detectar la dirección en la que reciben la luz y orientar sus hojas hacia ella. Los animales son capaces de detectar numerosos estímulos (luz, temperatura, sonido,etc.) gracias a sus receptores nerviosos y llevar a cabo respuestas, más o menos complejas (movimientos, cambios en el interior de sus cuerpos, etc.). La función de reproducción Gracias a ella, los seres vivos son capaces de producir individuos semejantes a ellos. Los organismos unicelulares se reproducen por división de la célula en dos. En organismos pluricelulares, pueden distinguirse dos tipos generales de reproducción: Asexual: Cuando un solo individuo puede reproducirse al desprender una parte de su cuerpo, que se desarrolla como un nuevo ser. Si esa parte desprendida es una sola célula, se le llama espora, y se puede encontrar este tipo de reproducción en hongos, musgos y helechos. En otros casos, la parte desprendida es un conjunto de células o una estructura del cuerpo, como en muchas plantas y algunos animales (esponjas, estrellas de mar…). Los descendientes serán genéticamente idénticos entre sí y a sus progenitores. 14  Sexual: Son necesarios dos individuos de sexos opuestos, que aportan células sexuales (gametos). Los gametos se unen en la fecundación para formar una célula nueva (cigoto) con la información genética de los dos progenitores. Este cigoto se multiplicará para formar el nuevo individuo pluricelular. Se da en algas, hongos, plantas y animales. Los descendientes son genéticamente diferentes entre ellos y alos progenitores. ASEXUAL SEXUAL Se necesita un solo individuo Se necesitan dos individuos No se necesitan gametos Se necesitan gametos Descendientes idénticos entreellos y a Descendientes no idénticos los progenitores CLASIFICACIÓN BÁSICA DE LOS SERES VIVOS La ciencia que se encarga de la clasificación de los seres vivos se denomina taxonomía. Así, cada uno de los grupos en los que se clasifican los seres vivos se denominan taxones. Los taxones Son los grupos en que se clasifica a los seres vivos. Los taxones tienen una jerarquía, de forma que los taxones más amplios contienen a otros cada vez más específicos, y así sucesivamente. Los principales taxones en los que clasificamos a los seres vivos son: Dominio – Reino – Filo – Clase – Orden – Familia – Género - Especie La clasificación tradicional agrupa a los seres vivos en cinco reinos, aunque hay realmente seis, ya que hubo que escindir al reino de las bacterias - moneras- en dos, debido a que se descubrieron diferencias muy relevantes entre ellas. El nombre científico En vez de utilizar los nombres comunes, que varían con cada lengua o, incluso, en cada lugar, es necesario utilizar nombres científicos, universales, para facilitar la comunicación científica y que permitan identificar de forma inequívoca a cada organismo. Para poner nombre científico a las especies se utiliza la Nomenclatura binomial: El nombre de una especie está formado por dos palabras, latinas o latinizadas: la primera es el género (inicial mayúscula) y la segunda hace referencia a la especie; se escriben en cursiva. Ejemplos: Homo sapiens – Canis lupus – Canis familiaris – Quercus robur – Saccharomyces cerevisiae – Salmonella entérica – Agaricus bisporus – Malus domestica – Mola mola – Tito alba Los cinco reinos Los cinco reinos tradicionales de la clasificación de los seres vivos y las características utilizadas para incluirlos en cada uno de ellos se resumen en la siguiente tabla: 15 REINO Tipo de células N.º de células Nutrición Tipo de organismos MONERAS Procariotas Unicelulares Autótrofos y Bacterias heterótrofos PROTOCTISTAS Eucariotas Unicelulares y Autótrofos y Algas y protozoos pluricelulares heterótrofos Unicelulares y LevadurasMohos HONGOS Eucariotas pluricelulares Heterótrofos Setas PLANTAS Eucariotas Pluricelulares Autótrofos Plantas ANIMALES Eucariotas Pluricelulares Heterótrofos Animales 16