Los Reinos de la Naturaleza.
La vida como la conocemos está presente en cada rincón del planeta, la variedad que existe entre los organismos vivos es inmensa. Para su estudio, los Biólogos han agrupado organismos con similares características en 5 Reinos diferentes, conocidos como “Los Reinos de la Naturaleza”.
Historia (Resumen)
Linneo, en el siglo XVIII, separó a los seres vivos en dos grandes grupos, el Reino Animal y el Reino Vegetal.
En el siglo XIX, Haeckel propuso un nuevo grupo de seres vivos, el Reino Potista. En 1969, Whittaker agrupa a los seres vivos en cinco reinos, los tres anteriores y dos nuevos, llamados Reino Hongos y Reino Mónera.
Posteriormente, Margulis y Schwartz modifican los criterios de clarificación y los nombres de algunos reinos. Los reinos que proponen son Móneras, Protoctistas, Hongos, Plantas (Metafitos) y Animales (Metazoos).
Antes de enfocarnos en los reinos repasaremos unos conceptos necesarios:
Célula: Todo organismo vivo está formado por células y cada célula es capaz de realizar todas las funciones básicas de un organismo vivo (alimentarse, reproducirse, moverse, crecer, entre otros).
Multicelular: Organismo compuesto por muchas (hasta miles de millones) de células.
Unicelular: Organismo compuesto por una sola célula.
Eucariota: Células mas evolucionadas, presentan núcleos y membranas internas.
Autótrofo: Organismo capaz de producir su propio alimento sin necesidad de ingerirlo.
Heterótrofo: Organismos que no producen su propio alimento y deben alimentarse por medio de ingestión, absorción, entre otros.
Procariota: Célula poco evolucionada y no presenta núcleo.
Microscópico: Organismo tan pequeño que no se puede ver a simple vista.
Macroscópico: Organismos que podemos ver con nuestros ojos.
Es un reino de la clasificación de los seres vivos para algunos sistemas de clasificación como el de la influyente Lynn Margulis que agrupa a los organismos procariotas, siendo aún usada en muchos manuales y libros de texto. Sin embargo, la mayoría de especialistas considera actualmente que esta denominación es obsoleta, pues se sostiene que en realidad se trata de dos grupos diferentes: arqueas y bacterias.
Los organismos más primitivos, en función de su estructura, son agrupados en el reino de las moneras, dividido a su vez en bacterias y algas verdiazules o cianofíceas, que incluye unas 10.000 especies. Por carecer de núcleo celular se los llama procariotas. Muchos de ellos están dotados de clorofila, pigmento verde que les permite realizar la fotosíntesis, es decir, capturar energía lumínica y transformarla en energía química que utilizan para fabricar su alimento.
Características generales:
• Son unicelulares, pero a veces se presentan como filamentos u otros cuerpos superficialmente multicelulares.
• Alimentación: La efectúan por medio de la absorción, fotosintéticos o quimiosintéticos.
• Movimiento: pueden ser inmóviles o móviles.
• Reproducción: las bacterias tienen una reproducción asexual, aunque con fenómenos parasexuales. En esta reproducción, una bacteria duplica su ADN y se separa, creando una nueva bacteria, con las mismas características genéticas que la anterior. En condiciones adversas, algunas bacterias pueden formar esporas, que son formas en estado latente de la célula que permite a ésta resistir las condiciones extremas de temperatura y humedad.
Pero además de este tipo de reproducción asexual, las bacterias poseen unos mecanismos de reproduccion sexual o parasexual, mediante los cuales se intercambian fragmentos de ADN . Puede realizarse por :
TRANSFORMACIÓN: Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN, de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive.
CONJUGACIÓN: En este proceso, una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili, un fragmento de ADN, a otra bacteria receptora F-. La bacteria que se llama F+ posee un plásmido, además del cromosoma bacteriano.
TRANSDUCCIÓN: En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra , se realiza a través de un virus bacteriófago, que se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias.
• Anatomía: Muy pequeñas. Carecen de núcleo verdadero, contiene el material genético en forma de ácido desoxirribonucleico, y carecen de los orgánulos citoplasmáticos
• Nutrición: Osmótrofa siempre. Obtención del carbono: Heterótrofa (saprofita, parasita o simbiótica) o autótrofa (por fotosíntesis o quimisintesis).
• Dependencia del oxígeno: Anaerobios, aerobios o microaerofílicos.
• Las Bacterias son células muy pequeñas
• Habitad:
1. Las saprofitas (viven en cuerpos de animales muertos).
2. Los simbiontes (viven en plantas y vegetales).
3. Los parásitos, que provocan la destrucción de las plantas o animales en los que viven.
4. Otras muchas bacterias viven en el cuerpo humano, sobre su piel o en sus órganos como las que forman la flora bacteriana del intestino
Las bacterias utilizan la CONJUGACIÓN BACTERIANA para el intercambio de información genética. Al poseer ADN, ARN y Ribosomas, pueden realizar su propia SÍNTESIS de PROTEÍNAS. Muchas especies poseen una molécula circular de ADN extracromosómico llamado PLÁSMIDO (F - R), que se puede o no integrar al cromosoma bacteriano. En caso de integrarse el Plásmido se la llama CÉLULA HFR (Célula de alta frecuencia de recombinación). Pueden ser AEROBIAS (Necesitan del O2) y ANAEROBIAS (no necesitan del O2). Las Aerobias respiran a través del MESOSOMA (invaginación de la Membrana Plasmática). El sistema de defensa propio lo realiza la PARED CELULAR y el espacio PERIPLÁSMICO (parecido a la función de los Lisosomas).
Las CIANOBACTERIAS ESTRUCTURA:
Las bacterias se componen de PARED CELULAR no celulósica, poseen PECTIDOGLUCANOS. Poseen Membrana Plasmática combinada con la Cadena Respiratoria. Tienen Ribosomas, pero no poseen NINGÚN ORGANELO CELULAR Membranoso. Poseen FLAGELOS para su locomoción. Tienen FIMBRIAS que son apéndices para adherirse al sustrato que van a descomponer o parasitar. Tienen una región llamada NUCLEOIDE, que es donde se aloja el material genético (ADN). Poseen un ADN procarionte circular, muy arrollado. Son Microscópicas y se dividen por FISIÓN BINARIA, produciendo 2 células hijas diploides, iguales a la madre. Algunas producen ENFERMEDADES como la Tuberculosis (Bacilo de Koch). Otras son BENEFICIOSAS como Lactobacillus casei de la cual se elabora el Yogurth, la Escherichia Colli, que habita en el tracto intestinal y produce simbiosis con el ser humano y absorbe los nutrientes del tracto digestivo y en recompensa sintetiza Vitamina K, que es un Anticoagulante.
Por su forma, pueden ser:
COCOS (de forma esférica), BACILOS (forma de cilindros o pequeños bastones), ESPIRILOS (forma de coma), ESPIROQUETAS (presentan grupos de flagelos en los polos opuestos de las células para la locomoción, contracción y relajación) y VIBRIONES (filamentos retorcidos, en forma espiralada como un tirabuzón).
Poseen CLOROFILA y un Pigmento azul llamado FICOCIANINA. Las Cianofíceas o Algas
verde azuladas son Autótrofos, ya que realizan la Fotosíntesis. Algunas bacterias pueden crear sus propios compuestos a partir del CO2 y otras sustancias inorgánicas, es decir son AUTÓTROFAS. Otras Bacterias son HETERÓTROFAS, ya que no pueden elaborar su propio alimento de modo que su nutrición depende de los compuestos orgánicos formados por otros organismos y se nutren por ABSORCIÓN, ya sea descomponiendo a sustratos orgánicos como las SAPRÓFITAS, o infectando a un organismo vivo y viviendo a expensas de él como las PARÁSITAS.
Los seres que elaboran su propio alimento a partir de la energía de las sustancias que contienen Hierro, Hidrógeno, Azufre y Nitrógeno son las bacterias QUIMIOSINTÉTICAS, ya que necesitan de esas sustancias para elaborar su propio alimento, por ejemplo las bacterias del Azufre, Hidrógeno, Hierro, Nitrógeno (Nitrosomonas y Nitrobacter).Las BACTERIAS QUIMIOSINTÉTICAS son AUTÓTROFAS, es decir productores que fabrican sus compuestos orgánicos mediante la Oxidación de sustancias inorgánicas simples como el Azufre y el Amoníaco. Los Autótrofos quimiosintéticos no requieren de luz como fuente de energía para realizar estas reacciones. Las Bacterias secretan ENZIMAS que actúan como aceleradores de reacciones (Enzimas). En estas reacciones, las sustancias alimenticias se desdoblan a moléculas más sencillas.
Importancia ecológica:
* Las cianobacterias producen y regulan la cantidad de oxígeno que hay en la atmósfera, cuando estas bacterias aparecieron empezaron a realizar fotosíntesis.
* Son la fuente de alimento de una gran cantidad de microorganismos que se alimentan de ellas.
* Las bacterias del mar suministran alimento y oxígeno a comunidades enteras y tienen un papel muy importante en el ciclo global del carbono.
* Otras bacterias junto con otros organismos provocan descomposición, y ayudan a reciclar de nutrientes que sirven para sostener comunidades enteras.
Importancia económica:
* Muchas bacterias son las responsables de varias enfermedades, pero también sirven para producir medicamentos por medio de un proceso de ingeniería genética.
* Son utilizadas en la producción industrial de vitaminas, disolventes orgánicos, enzimas y productos alimenticios.
* La gente paga por estas vacunas medicamentos y vitaminas.
Las algas azul-verdosas son unas de las estructuras más primitivas existentes del mundo; no tienen una organización como la de la célula eucariota pero constan de: una vaina que actúa como medio para evitar la deshidratación, una pared formada por ácido murámico y celulosa (bajo la vaina) y la membrana protoplasmática (bajo la pared). En el interior de la célula se distinguen dos partes: el nucleoplasma, en donde se encuentra el ADN, y el cromatoplasma.
Características diacríticas:
• Tipo celular: procariota.
• Asociaciones multicelulares: no.
• No tienen envuelta nuclear.
• Ciclo de vida: haploide
• Orgánulos con membrana: no.
• Nutrición: Heterótrofa: saprofita, parásita; Autótrofa:
• Cloroplastos: ausentes. fotosíntesis, quimiosíntesis.
• Pared celular: Peptidoglucano
• Respiración: Anaerobia, Mecanismos de recombinación aerobia y facultativa genética: conjugación y transducción.
• Tipo de vida: parásito, vida transformación. libre o simbiótica
Clasificación
El reino mónera está constituido por 2 grupos, llamados cianobacterias (algas azul-verdosas) y bacterias. Las primeras se caracterizan por efectuar su alimentación por procesos fotosintéticos, y las bacterias alimentan por un proceso quimiosintético.
Las cianobacterias son de color verde azul, pequeñas, pero sin llegar al tamaño de las bacterias. Estas algas se pueden encontrar desde hábitats de agua dulce o marina, hasta terrenos nevados y glaciares; pueden vivir como sencillas células, como finos filamentos o como colonias simples.
Esta subclase del reino mónera tiene a su vez una subdivisión: las Filo Cyanophyta, que es en donde se ubican las algas azul verdosas.Las cianobacterias son capaces de producir clorofila igual que las plantas superiores a pesar de que no tienen una estructura especializada para este proceso. Estas algas realizan la fijación de nitrógeno en el suelo.
Las algas azul-verdosas son unas de las estructuras más primitivas existentes del mundo; no tienen una organización como la de la célula eucariota pero constan de: una vaina que actúa como medio para evitar la deshidratación, una pared formada por ácido murámico y celulosa (bajo la vaina) y la membrana protoplasmática (bajo la pared). En el interior de la célula se distinguen dos partes: el nucleoplasma, en donde se encuentra el ADN, y el cromatoplasma.
Esta subclase del reino mónera tiene a su vez una subdivisión: las Filo Cyanophyta, que es en donde se ubican las algas azul verdosas.Las cianobacterias son capaces de producir clorofila igual que las plantas superiores a pesar de que no tienen una estructura especializada para este proceso. Estas algas realizan la fijación de nitrógeno en el suelo.
Las cianobacterias son capaces de producir clorofila igual que las plantas superiores a pesar de que no tienen una estructura especializada para este proceso. Estas algas realizan la fijación de nitrógeno en el suelo.
Las bacterias son estructuras sin núcleo ni clorofila, esto impide que puedan hacer procesos fotosintéticos, por lo que se ven forzadas a realizar un proceso quimiosintético, es decir, que obtienen el carbono de nutrientes orgánicos como el azúcar.
Las bacterias tienen una función muy importante en el flujo de materia o ciclos tróficos de los ecosistemas, pues estas, mediante el reciclado de ciertos elementos y compuestos químicos, hacen posible la vida de las plantas y de los animales que utilizan esta materia orgánica para su vida diaria. También son muy utilizadas en procesos en los campos de la ganadería, la agricultura, en biotecnología y en muchos más.
y la rama Filo Myxobacteriae, que poseen filamentos, por lo que es posible su movimiento.
El Reino Protista
También denominado Protoctista, es el que contiene a todos aquellos microorganismos eucariontes que no pueden clasificarse dentro de alguno de los otros tres reinos eucarióticos: Fungi (hongos), Animalia (animales) o Plantae(plantas). Los protistas también se pueden definir en forma más simple, y también altamente parafilética, como eucariotas unicelulares (Cavalier-Smith 2013 ). Los eucariotas unicelulares son descendientes de un eucariota ancestral que también era unicelular, pero, además de encontrarse entre los tradicionales "protistas" multicelulares como las algas pardas, se encuentran esparcidos en los reinos de animales, hongos y plantas, que también poseen miembros unicelulares derivados de sus grupos más basales, grupos que ya tenían el plan corporal básico pero no habían llegado a la multicelularidad como aumento de la complejidad. En el árbol filogenético de los organismos eucariontes, los protistas forman varios grupos monofiléticos separados, o incluyen miembros que están estrechamente emparentados con alguno de los tres reinos citados. Se les designa con nombres que han perdido valor filogenético en biología, pero cuyo uso sería imposible desterrar, como «algas», «protozoos» o «mohos mucosos».
Hábitat: Ninguno de sus representantes está adaptado plenamente a la existencia en el aire, de modo que los que no son directamente acuáticos, se desarrollan en ambientes terrestres húmedos o en el medio interno de otros organismos.
Organización celular: Eucariotas (células con núcleo), unicelulares o pluricelulares. Los más grandes, algas pardas del género Laminaria, pueden medir decenas de metros, pero predominan las formas microscópicas.
Estructura: Se suele afirmar que no existen tejidos en ningún protista, pero en las algas rojas y en las algas pardas la complejidad alcanza un nivel muy próximo al tisular, incluida la existencia de plasmodesmos (p.ej. en el alga parda Egregia). Muchos de los protistas pluricelulares cuentan con paredes celulares de variada composición, y los unicelulares autótrofos frecuentemente están cubiertos por una teca, como en caso destacado de las diatomeas, o dotados de escamas o refuerzos. Los unicelulares depredadores (fagótrofos) suelen presentar células desnudas (sin recubrimientos). Las formas unicelulares a menudo están dotadas de movilidad por reptación o, más frecuentemente, por apéndices de los tipos llamados cilios y flagelos.
Nutrición: Autótrofos, por fotosíntesis, o heterotrofos. Muchas formas unicelulares presentan simultáneamente los dos modos de nutrición. Los heterótrofos pueden serlo por ingestión (fagótrofos) o por absorción osmótica (osmótrofos).
Metabolismo del oxígeno: Todos los eucariontes, y por ende los protistas, son de origen aerobios (usan oxígeno para extraer la energía de las sustancias orgánicas), pero algunos son secundariamente anaerobios, tras haberse adaptado a ambientes pobres en esta sustancia.
Reproducción y desarrollo: Puede ser asexual (clonal) o sexual, con gametos, frecuentemente alternando la asexual y la sexual en la misma especie. Las algas pluricelulares presentan a menudo alternancia de generaciones. No existe embriónen ningún caso.
Ecología: Los protistas se cuentan entre los más importantes componentes del plancton (organismos que viven en suspensión en el agua), del bentos (del fondo de ecosistemas acuáticos) y del edafón (de la comunidad que habita los suelos). Hay muchos casos ecológicamente importantes de parasitismo y también de mutualismo, como los de los flagelados que intervienen en la digestión de la madera por los termes o los que habitan en el rumen de las vacas. El simbionte algal de los líquenes es casi siempre un alga verde unicelular.
Clasificación
En términos más ajustados a un análisis filogenético, los protistas son un taxón parafilético con respecto a otros reinos, debido a que comprenden a todos los descendientes del eucariota ancestral, que comparten el plan corporal básico del eucariota, entre ellos y con el eucariota ancestral, y no poseen las innovaciones que dieron origen a los reinos de plantas, animales y hongos, y por lo tanto se encuentran entre ellos miembros que aumentaron su nivel de complejidad hacia la multicelularidad pero sin pertenecer a ninguno de esos tres linajes, como les ocurrió a las algas pardas (véase también: Clasificación de los organismos en categorías altas (reinos, dominios, imperios)).
Las últimas décadas vieron múltiples publicaciones de filogenias de los eucariotas basadas en caracteres tomados del ADN ("moleculares"), si bien al ser linajes tan antiguos, el ADN se fue modificando mucho, y mucha de la información que hubiera servido para hacer inferencias de relaciones filogenéticas se ha perdido. Aún así, si bien por los métodos utilizados basados en ADN hasta hoy en día no se pudo obtener más resolución que la hasta hoy acordada (2013), se han encontrado 6 linajes de eucariotas a los que se puso la "nueva" categoría de supergrupos: Excavata, Opisthokonta, Amoebozoa (los dos últimos a veces agrupados en el supergrupo Unikonta con el que se formarían 5 supergrupos), Chromalveolata, Rhizaria y Archaeplastida (el "Plantae sensu lato, en sentido amplio, debido a que abarca más grupos que sólo las embriofitas, las multicelulares y complejas plantas terrestres). Algunos de estos caracteres sirvieron para inferir cómo habría sido el eucariota ancestral: unicelular, fagotrófico (carácter debido al cual pudo engullir a la mitocondria ancestral, y posteriormente, en reinos "botánicos", al cloropasto ancestral o derivado), con mitocondrias, aeróbico (que consume oxígeno, esperablemente debido al uso de las mitocondrias). Sin embargo, para entender la diversidad de protistas y su megaevolución (su evolución en caracteres que cambian tantas funciones que cambian su plan corporal, su forma básica de sobrevivir y reproducirse), caracteres como los del uso que le dan a su citoesqueleto (el esqueleto interno, que funciona de sostén, y debe ser lo suficientemente plástico como para modificarse para la locomoción y para la alimentación) son mejores indicadores de su plan corporal básico que los caracteres moleculares, que hasta hoy en día hacen inferencias sin determinar a qué categoría taxonómica debería pertenecer su importancia con respecto al funcionamiento del plan corporal (2013). Los protistas en líneas generales se pueden dividir según su modo de locomoción en amebas y flagelados (el eucariota ancestral era un flagelado, si bien la locomoción y alimentación del tipo ameba apareció varias veces, especialmente en los unicontes o más especificamente en losopistocontes, los linajes que dieron origen a animales y hongos). En amebas, los planes corporales aparecen por especializaciones en el sistema de actina/miosina que da movilidad al citoesqueleto; en flagelados, los planes corporales aparecen por especializaciones del sistema de microtúbulos del citoesqueleto que determina de qué forma se anclan los flagelos al resto de la célula y qué función tendrán (cómo se movilizarán, y por lo tanto para qué fines). Estas especializaciones del citoesqueleto son tan básicas para determinar cómo funcionará la célula y cómo sobrevivirá, que cada linaje que contiene alguna especialización es ubicado en categorías muy altas, como filos, clases y órdenes (las 3 categorías justo por debajo del reino, Protista). Estos caracteres se fueron estudiando como aquí descripto y como consecuencia la clasificación en filos se fue modificando desde la década del '70 hasta hoy en día, momento en que su estudio todavía no se considera terminado debido a la enorme falta de datos en grupos pobremente conocidos (véase Crisis de Biodiversidad).
La clasificación del reino Protista en filos ha avanzado desde los '90 debido no sólo a caracteres del citoesqueleto y del ADN ya mencionados, sino también a caracteres de las membranas, membranas celulares o internas, de los protistas, que indican el origen evolutivo de cada membrana (ver por ejemplo en Origen de todas las plantas), y también dan mucha información sobre el plan corporal del protista, ya que éste se comunica con el ambiente y sus organelas se comunican entre sí a través de membranas (las membranas deciden qué entra y qué sale de ellas y bajo qué circunstancias), y son las especializaciones de las membranas las que deciden cuán sensible será el protista al ambiente y cómo lo aprovechará (ver membranas en Cavalier-Smith 2000 ). Las clasificaciones basadas en estos caracteres, demasiado "modernas", todavía no fueron asimiladas en cursos generales de biología (Cavalier-Smith 2013 ). En la clasificación en filos nos encontramos en una fase de consolidación en que el número de filos (que en los '80 se contaban entre 45 y 70) fue enormemente reducido (Cavalier-Smith 2002b , 2004a , 2007b , 2003b , 2013 ), estableciendo filos que si bien son abarcativos y diversos poseen como característica unificadora el plan corporal básico, de forma similar a lo que ocurre con filos tradicionales en otros reinos como Chordata, Mollusca, Arthropoda (en animales), o Tracheophyta (en plantas).
La clasificación de los protistas ha variado mucho en los últimos veinte años. Las nuevas técnicas de comparación directa de secuencias de nucleótidos han permitido salvar el problema de la escasez o ambigüedad de los caracteres morfológicos, sobre todo por su pequeño tamaño y organización sencilla. Empiezan a emerger grupos bien definidos, algunos de los cuales se presentan en el cuadro de arriba.
El reino Protista constituye un taxón parafilético puesto que se basa en el carácter plesiomórfico de la unicelularidad y no contiene a todos los descendientes de las especies que abarca. La pluricelularidad se desarrolló independientemente en varios grupos de Eukarya: Animalia, Fungi, Plantae, Heterokontophyta y Rhodophyta. A pesar de que todos estos grupos tienen como origen un protista, sólo los dos últimos se clasifican dentro del reino Protista.
Los protistas han tenido un papel central en el origen y evolución de la célula eucariota. Se han propuesto varias hipótesis considerando la acumulación de datos sobre la naturaleza quimérica del genoma de los eucariontes.
La evolución subsecuente es difícil de determinar por las recombinaciones intertaxonómicas primarias, secundarias e incluso terciarias que tuvieron lugar. Sin embargo, comparaciones de múltiples genes y de datos ultraestructurales aclaran en cierta medida tales eventos. Sobre la base de estos datos se han propuesto algunos grupos monofiléticos y una filogenia aproximada de los protistas.
No hay comentarios:
Publicar un comentario