1. Los seres vivos

¿Sabemos qué es la vida?

Para la ciencia, nunca ha sido sencillo establecer un límite entre lo que está vivo y lo que no lo está, ya que, vivas o no, las cosas son materia. Las diferencias parecen consistir en que todo ser vivo intercambia materia y energía con el
medio, cambia de forma, reacciona a los cambios de su entorno y es capaz de generar más vida.

¿Qué tiene de especial la materia viva? Su organización es mucho más compleja que la de la materia inerte. Pero ¿tiene que ver esa organización con el hecho de estar vivos?

Durante siglos, la ciencia ha buscado una unidad mínima de materia con vida. Esto solo ha sido posible a partir del desarrollo de los microscopios y de otros avances que nos han permitido descubrir esa unidad; la célula.

¿Qué características comparten los seres vivos?
Describe y dibuja una célula. ¿Son iguales las células de todos los seres vivos?
Sin los microscopios no se habrían descubierto las células. ¿Por qué?

Qué vas a estudiar

Así somos los seres vivos
Las células y sus tipos
El descubrimiento de las células

La Tierra está habitada por una enorme variedad de seres vivos que los científicos clasifican en cinco grandes grupos o reinos: moneras, protoctistas, hongos, plantas y animales.

A pesar de las diferencias que hay entre los organismos de los distintos reinos, todos los seres vivos tenemos tres características en común: nuestra composición química es similar, realizamos las tres funciones vitales y estamos formados por células.

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Puedes consultar las presentaciones «Los cinco reinos», «Recordamos qué es un compuesto químico», «La composición de los seres vivos» y «Los niveles de organización de los seres vivos». También encontrarás la actividad interactiva «Clasifico seres vivos según su nivel de organización».

1.1 Nuestra composición química es similar

Todos los seres vivos estamos formados por compuestos químicos muy parecidos. Algunos son inorgánicos y otros son orgánicos.

Los compuestos inorgánicos tienen moléculas sencillas que no están formadas por cadenas de átomos de carbono. Los que más abundan en los seres vivos son el agua (entre un 60% y un 90% de la composición de los seres vivos es agua) y los minerales.
Los compuestos orgánicos tienen moléculas complejas formadas por cadenas de átomos de carbono unidas a otros átomos. Los que forman parte de los seres vivos son los hidratos de carbono, los lípidos, las proteínas, el ADN, las vitaminas...

1.2 Realizamos las tres funciones vitales

Todos los seres vivos realizamos tres conjuntos de procesos llamados funciones vitales. Son la nutrición, la relación y la reproducción.

La nutrición consiste en tomar sustancias del entorno, utilizarlas para obtener energía, para crecer o para reparar las partes dañadas, y eliminar los desechos resultantes.
La relación consiste en percibir los cambios que se producen en el ambiente, llamados estímulos, y reaccionar ante ellos de forma adecuada.
La reproducción es la capacidad que tienen los seres vivos para generar descendientes con sus mismas características.

1.3 Estamos formados por células

Todos los seres vivos estamos constituidos por células. Una célula es la unidad mínima de un ser vivo que puede realizar las funciones vitales.

Dependiendo del número de células que componen un ser vivo, distinguimos dos tipos de seres: unicelulares y pluricelulares.

Los seres unicelulares están formados por una sola célula. En algunos casos, forman agrupaciones de individuos llamadas colonias.

Los seres pluricelulares están formados por muchas células que funcionan como un todo integrado. Tienen distintos niveles de organización, dependiendo de si tienen tejidos, órganos, aparatos o sistemas.

Actividades

Refuerza el vocabulario

Define nutrición, relación, reproducción y célula. Intenta confeccionar un glosario con todos los nuevos términos que vayas encontrando a lo largo del curso. Si deseas crearlo con un programa informático, consulta en http://www.anayadigital.com.

Expresa lo que sabes

¿Cuál es el componente más abundante en los seres vivos?

¿Qué diferencia a los compuestos inorgánicos de los orgánicos?

Trabaja con imágenes

Observa la ilustración de esta página y responde:

a) ¿Qué reinos incluyen seres vivos unicelulares?

b) ¿Qué niveles de organización se dan entre los componentes del reino de los animales?

c) ¿Cuál de los cinco reinos incluye los seres vivos con mayor nivel de organización? ¿En qué consiste dicho nivel?

2.1 Así son las células

Para observar células, necesitamos la ayuda de un microscopio porque, en general, son tan pequeñas que no se distinguen a simple vista (miden entre 0,001 y 0,1 mm). Por ello, decimos que las células son microscópicas.

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Encontrarás la presentación titulada «Tipos de células» y la actividad interactiva titulada «Las partes de la célula».

Las estructuras básicas de todas las células

Todas las células tienen tres estructuras básicas: la membrana plasmática, el citoplasma y el material genético.

La membrana plasmática es una envoltura muy fina que rodea la célula y que regula el intercambio de sustancias con el exterior.
El citoplasma es el líquido espeso que llena el interior celular. Contiene diversos orgánulos celulares, que son estructuras encargadas de realizar las funciones celulares.

El trabajo científico

Consulta la tarea para investigar I, titulada «Cómo se observan las células», para aprender a realizar este tipo de observaciones.

El material genético (ADN) es una sustancia con aspecto fibroso (forma una especie de hilos), que controla la actividad celular

2.2 Tipos de células

Dependiendo de dónde se sitúe su material genético, se distinguen dos tipos de células: las procariotas y las eucariotas.

Las células procariotas

Las células procariotas tienen el ADN en el citoplasma. Son el tipo de células características de las bacterias.

Estas células tienen una pared celular rígida que envuelve a la membrana. Algunas tienen también filamentos (como las fimbrias, que las fijan al sustrato, o como los flagelos, que pueden agitar para desplazarse).

Sus únicos orgánulos son los ribosomas, que fabrican proteínas.

Las células eucariotas

Las células eucariotas tienen el ADN dentro de un órganulo llamado núcleo. Son el tipo de células propias de los protoctistas, los hongos, las plantas y los animales.

Estas células tienen una gran variedad de orgánulos. Algunos, como los ribosomas (que fabrican las proteínas), los lisosomas (que digieren sustancias) o las mitocondrias (que producen la energía que la célula necesita), son comunes a todas las células eucariotas. En cambio, otros son exclusivos de las células de determinados seres. Por ejemplo:

Las células vegetales (las de las plantas y las algas) tienen cloroplastos (los orgánulos que realizan la fotosíntesis) y grandes vacuolas que almacenan agua. Además, tienen una pared celular rígida.
Las células de los animales tienen unos orgánulos llamados centriolos, que intervienen en la división celular y en la formación de cilios y flagelos (unos filamentos responsables de los movimientos celulares).

Actividades

Refuerza el vocabulario

Define los conceptos siguientes:

Microscópico

Célula procariota

Célula eucariota

Organiza la información

Resume las semejanzas y las diferencias que hay entre las células de los animales y las células vegetales.

Resume en un dibujo

Haz un esquema de una célula procariota y señala sus partes.

Ahora sabemos que los seres vivos están formados por células y que estas son las unidades básicas de la vida. Pero descubrirlo, requirió siglos de investigación y no fue posible hasta la invención del microscopio.

3.1 Al principio, solo observaciones

En el siglo XVII, muchos naturalistas comenzaron a utilizar microscopios primitivos para observar y describir detalles de los seres vivos.

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Encontrarás el vídeo «Vídeo-cómic: la teoría celular», las presentaciones «Historia de la teoría celular» y «La aportación de Ramón y Cajal»y la actividad interactiva «Los principios de la teoría celular».

De esta época datan las observaciones de tejidos realizadas por el italiano Marcello Malpighi, o de microorganismos en el agua, como los que observó el holandés Anton van Leeuwenhoek.

En 1665, el inglés Robert Hooke examinó una lámina de corcho y vio que estaba formada por unas cavidades semejantes a un panal de abejas; por eso las llamó, en latín, cella (celdillas o células). No fue consciente de lo que eran en realidad (el corcho está formado por las paredes de células vegetales muertas), pero les puso el nombre que hoy utilizamos.

Durante el resto del siglo XVII y en el XVIII, la observación de cella en las estructuras microscópicas de plantas y animales hizo sospechar a muchos científicos que las células podrían ser componentes básicos de la vida.

3.2 La teoría celular

Ya en el siglo XIX, la fabricación de microscopios de mejor calidad permitió que varios científicos describieran estructuras celulares, como el citoplasma y el núcleo, e identificaran las células como las unidades fundamentales de las que se componen los seres vivos.

Pero fueron tres científicos alemanes, el botánico Matthias Schleiden, el zoólogo Theodor Schwann y el médico Rudolf Virchow, quienes resumieron estas ideas en una de las teorías más importantes de la biología: la teoría celular. Sus tres principios son los siguientes:

La célula es la unidad estructural de los seres vivos. Es decir, todos los seres vivos están formados por una o más células.
La célula es la unidad funcional de los seres vivos. Es decir, es la parte más pequeña de un ser vivo capaz de realizar las funciones vitales.
La célula es la unidad de origen de los seres vivos. Es decir, toda célula proviene de otra célula.

Esta teoría se fue confirmando para todos los seres vivos. El español Santiago Ramón y Cajal la demostró incluso para el tejido nervioso, al describir células (neuronas) en este tejido que aparentaba tener una apariencia fibrosa, muy compleja y no celular.

A partir de la aceptación de la teoría celular, los biólogos se centraron en revelar los detalles del interior celular. El desarrollo del microscopio óptico y, sobre todo, del microscopio electrónico, que aumenta entre 500000 y un millón de veces la imagen, ha hecho posibles nuevos avances.

Actividades

Refuerza el vocabulario

Explica qué significan estos conceptos: y .

Unidad estructural:

Unidad funcional

Unidad de origen

Expresa lo que sabes

¿Qué importancia tuvo el microscopio en el descubrimiento de las células?

Ten iniciativa

Escoge uno de los investigadores que se mencionan en el texto y prepara un informe en el que opines sobre la importancia para la humanidad que crees que tuvo su aportación.

Haz una redacción en la que digas si te gustaría ser un científico como los de esta página y qué te gustaría descubrir.

Cine y ciencia

Tras explicar cuál es el tamaño de las células, la profesora proyectó en clase una secuencia de una película de ciencia ficción. En ella, el protagonista, un galán de metro ochenta con una especie de traje de buzo, sufría los efectos del «Rayo Encogedor»: unos científicos le habían reducido a una milésima parte de su tamaño y le observaban con la «Microcámara de 1000 aumentos».

Le habían inyectado en la sangre de una bella astronauta. Allí, entre los glóbulos rojos, debía encontrar y destruir un microbio parásito extraterrestre que, por su forma y tamaño, recordaba a un protozoo.

La profesora detuvo la película en un fotograma en el que el héroe esquivaba un glóbulo rojo que le embestía a gran velocidad y que, comparado con él, era del tamaño de un coche, y les dijo:

En esta secuencia hay algunos datos científicos que conocemos en la actualidad y que no han tenido en cuenta los realizadores de la película. ¿A qué creéis que me refiero?

En el aula se creó una gran confusión. Algunos estudiantes expresaron ideas sobre la posibilidad real de encoger a alguien, otros sobre la conveniencia de eliminar o no a un organismo extraterrestre... Al terminar la clase, la profesora comentó:

Vuestras reflexiones han resultado muy interesantes, pero hay un aspecto de la secuencia que no habéis tenido en cuenta. Os he enviado a todos el fotograma por correo electrónico, junto con algunos datos y unas preguntas. Trabajad con ellos... Mañana pondremos en común vuestras conclusiones.

Observa e investiga

Abajo aparece el correo electrónico que envió la profesora. Intenta resolver las preguntas planteadas en él.

Observa, investiga y opina

¿Crees que es posible encoger a alguien?

¿Qué intentaba la profesora que aprendieran sus estudiantes con la película?

Copia el esquema que aparece a continuación y complétalo.

Haz un esquema similar para resumir los niveles de organización.

Utiliza el vocabulario y exprésate

Define los términos siguientes:

Membrana plasmática

Citoplasma

Cloroplasto

Mitocondria

Centriolo

Material genético

Núcleo

Escribe e dos frases con sentido que incluyan los términos que siguen:

a) Inorgánicos, compuestos, seres vivos, orgánicos, químicos, parecidos.

b) Procariotas, ADN, núcleo, citoplasma, eucariotas, orgánulos.

Las frases siguientes son falsas. Explica por qué en cada caso:

a) Todos los seres vivos, excepto las bacterias, están formados por células.

b) Todas las células tienen membrana plasmática, citoplasma y núcleo.

c) Las células eucariotas tienen núcleo pero carecen de orgánulos.

d) Las células eucariotas vegetales tienen cloroplastos, pero carecen de mitocondrias.

Escribe un texto de unas diez líneas para exponer los principios de la teoría celular. Nombra los científicos que la enunciaron.

Trabaja lo aprendido

Explica qué tipo de célula es la que aparece en la ilustración y escribe los nombres de los orgánulos señalados con números.

1

2

3

Observa las fotografías tomadas con un microscopio óptico y contesta a las cuestiones:

a) Razona qué imagen pertenece a una célula animal y cuál a una célula vegetal.

b) Nombra las estructuras celulares que reconozcas.

c) Dibuja las células de las fotografías.

Clasifica los compuestos siguientes como orgánicos o inorgánicos:

a) Glúcidos.

b) Agua.

c) Vitaminas, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos, sales minerales.

Razona si estas frases son verdaderas o falsas:

a) El reino moneras está formado solo por organismos unicelulares, y los otros cuatro reinos solo por organismos pluricelulares.

b) En todos los reinos hay organismos pluricelulares.

c) Los reinos de las plantas y de los animales solo incluyen seres pluricelulares con tejidos.

d) Todos los componentes del reino de los animales tienen órganos.

Razona si las frases siguientes, relacionadas con la teoría celular, son verdaderas o falsas:

a) Todos los seres vivos están formados por más de dos células.

b) El núcleo de las células es la parte más pequeña de un ser vivo capaz de realizar las funciones vitales.

c) Todas las células, excepto las bacterias, provienen de otra célula.

d) Todos los seres vivos están formados por una o más células procariotas.

Aplica las matemáticas

Como sabes, las células tienen un tamaño microscópico. Para medirlas, se utiliza una unidad llamada micrómetro o micra (µ).

1 µ = 0,001 mm = 0,000001 m

a) Observa las bacterias de la fotografía y calcula la longitud real de una de ellas. Si colocáramos en fila un grupo de estas bacterias, ¿cuántas cabrían en un milímetro?

b) Calcula a cuántos aumentos está hecha esta fotografía, si sabemos que el tamaño real de estas células es de 10 micras.

Progresa por tu cuenta

Los dibujos de células que se muestran en los libros de texto son una interpretación de las observaciones realizadas con los microscopios.

Por ejemplo, la fotografía que ves a continuación se realizó al observar al microscopio electrónico un finísimo corte de un grupo de células vegetales. Después, con un ordenador, se aisló la imagen de una sola célula y se colorearon las diferentes estructuras observables, que corresponden a algunas de las partes de la célula que has estudiado.

Si ahora comparas la fotografía con el dibujo de la célula vegetal que has estudiado en este libro, tendrás una idea de cómo se ven al microscopio algunas partes de la célula y cómo se interpretan en los dibujos.

a) Ahora observa la fotografía siguiente e intenta identificar los orgánulos numerados.

1

2

b) Di de qué tipo de célula se trata.

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1.1 Nuestra composición química es similar

1.2 Realizamos las tres funciones vitales

1.3 Estamos formados por células

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2 Las células y sus tipos

2.1 Así son las células

Las estructuras básicas de todas las células

2.2 Tipos de células

Las células procariotas

Las células eucariotas

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3.1 Al principio, solo observaciones

3.2 La teoría celular

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