home
sabelotodo
logo
entrar
comentario
colaborar


Reinos y dominios de la biología.

Los biólogos pueden utilizar dos sistemas diferentes para agrupar de manera general los organismos vivos, uno de ellos, y probablemente el más utilizado es el de los reinos. Por otra parte, se ha ido utilizando cada vez más un sistema que reconoce tres dominios, y este artículo describe ambos sistemas.

Reinos

Los primeros intentos por clasificar a los organismos vivos hace ya mucho tiempo, los agruparon en dos grandes reinos: animales y plantas, pero con el descubrimiento de los microorganismos y el incremento de la información disponible sobre otros organismos, fue necesario ampliar esta escueta clasificación con reinos adicionales dada las diferencias básicas presentes entre los grupos de seres vivos.

En la actualidad, la mayor parte de los biólogos utilizan un sistema que agrupa a los organismos en seis reinos, cuatro de los cuales están constituidos por organismos eucariotas:

1.- Reino Animalia: seres vivos que son multicelulares durante la mayor parte de su vida, están dotados casi universalmente de la posibilidad de moverse e ingieren los alimentos.

2.- Reino Plantae: también son organismos multicelulares durante la mayor parte de su vida, pero son principalmente estacionarios y elaboran internamente sus propios alimentos.

3.- Reino Fungi: el que puede contener seres multicelulares, o unicelulares como el caso de las levaduras. Los hongos en general digieren los alimentos utilizando la secreción extracelular de enzimas.

4.- Reino Protista: incluye un gran número de organismos eucariotas que no encajan en ninguno de los tres reinos anteriores y que se agrupan arbitrariamente como protitas. La mayoría son unicelulares, o tienen una fase unicelular en sus vidas como en el caso de algunas algas.

Los otros dos reinos son: Arqueobacterias y Bacterias, ambos organismos procariotas que difieren notablemente del resto de los seres vivos como veremos más adelante. Las arqueobacterias (bacterias arcaicas) no necesariamente son más antiguas que las bacterias como sugiere erróneamente su nombre, y aunque inicialmente se pensaba que solo vivían en condiciones extremas luego se fueron encontrando en diversos habitad.

Dominios

Los dominios resultan niveles taxonómicos más altos que los reinos y en ellos las arqueobacterias (dominio Arquea) se ubican en el primer dominio, las bacterias (dominio Bacterias) en el segundo, y finalmente los eucariotas (dominio Eucarya) en el tercero.

Dominio Arquea

Este dominio, que contiene a las arqueobacterias, es un grupo de organismos procariotas diversos y no muy bien comprendidos, que comparten ciertas características claves:

1.- Ausencia de peptidoglicano: No presentan peptidoglicano en sus paredes celulares aunque este compuesto es muy importante en la pared celular de las bacterias.

2.- Lípidos de la membrana celular: Los lípidos en la membrana celular de las arqueobacterias tienen una estructura diferente a los del resto de los organismos vivos.

3.- ARN ribosómico: Tienen una secuencia particular en el ARN ribosómico.

4.- Pueden tener intrones: Algunos de sus genes contienen intrones a diferencia con aquellos de las bacterias que no los tienen.

Las arqueobacterias se clasifican en tres grupos generales: (1) metanógenas, (2) extremófilas y (3) y no extremas.

Arqueobacterias metanógenas

Estos organismos obtienen la energía vital utilizando hidrógeno (H2) para la reducción de dióxido de carbono (CO2) y producir metano (CH4). Aun trazas de oxígeno (O2) en el ambiente en que viven resulta tóxico para ellas, por lo que son estrictamente anaeróbicas. Habitan en los pantanos, ciénagas y los intestinos de los mamíferos.

Arqueobacterias extremófilas

Son capaces de crecer en condiciones que son insoportables para nosotros y para la mayoría de los seres vivos, y se pueden separar en varios tipos.

Termófilas: se desarrollan en ambientes muy calientes, usualmente entre 60 y 80°C. Muchas de estas arqueobacterias son autótrofas (generan sus propios alimentos) utilizando un metabolismo basado en el azufre. Un ejemplo de estos organismos se encuentra en las profundas fuentes térmicas del fondo del océano soportando temperaturas y presiones extremas. El récord en temperatura lo tiene Pyrolobus fumarii, una arqueobacteria cuya temperatura ambiental óptima es de 106°C y soporta un máximo de 113°C.

Halófilas: son organismos que viven en extrema salinidad como el Gran Lago Salado de Utah en USA o el Mar Muerto en Israel los que tienen en sus aguas entre 15 y 20% de sal (el océano tiene 3%).

Tolerantes al pH: viven en medios con gran acidez (pH = 0.7) o en medios muy alcalinos (pH = 11).

Tolerantes a la presión: si se sacan de su medio en el fondo del océano requieren 300 atmósferas de presión para sobrevivir y pueden tolerar hasta 800 atmósferas.


Arqueobacterias no extremas

Estas arqueobacterias viven en condiciones similares a aquellas en las que viven las bacterias y se separan de estas como arqueobacterias debido a que presentan secuencias de nucleótidos particulares en su genoma (en el ADN) presentes solo en las arqueobacterias.

Dominio Bacteria

Las bacterias, organismos procariotas que según muchos biólogos, están emparentados evolutivamente de forma más lejana con los eucariotas que lo que están las arqueobacterias, al comparar los ARN ribosómicos (ARNr) y otras cualidades de los tres dominios, son los organismos más abundantes en La Tierra, tanto, que puede decirse que solo en el tracto digestivo de usted hay varias veces más bacterias vivas que mamíferos en todo el planeta.

Existen varios tipos de bacterias y los vínculos evolutivos entre ellas no se comprenden muy bien, por lo que los taxonomistas no se han puesto de acuerdo en los detalles de clasificación de las bacterias, aun así, muchos de ellos reconocen entre 12 y 15 grupos principales de bacterias.

Este dominio es de importancia primordial para la biosfera, son los organismos que extraen todo el nitrógeno del aire que utilizan el resto de los seres vivos y juegan un rol clave en el ciclo del carbono y el azufre. Mucha de la fotosíntesis mundial la llevan a cabo las bacterias. Por otro lado, ciertos grupos de ellas son las responsables de muchas enfermedades de plantas y animales.

Dominio Eukarya

Los miembros de este gran dominio de la vida son los más recientes históricamente de los tres grupos y aparecieron en La Tierra después de mil millones de años de existencia solitaria de los procariotas. Los primeros eucariotas fueron organismos unicelulares, y aunque metabólicamente las células procariotas y las eucariotas son similares, la estructura y función de estas últimas les permite ser más grandes, lo que a la postre hace que estas puedan evolucionar a formas de vida muticelulares.

Como hemos mencionado arriba, el dominio Eukarya contiene cuatro reinos, y aun hoy existe una amplia gama de seres unicelulares eucariotas que se agrupan juntos en el primer reino, Protistas, en conjunto con algunos descendientes multicelulares. Esta agrupación se basa en el hecho de que tales organismos no encajan en ninguno de los otros tres reinos de eucariotas. Dentro del reino Protista aparecen desde organismos relativamente simples y unicelulares como la ameba, hasta organismos multicelulares de gran porte como las algas marinas kelps que pueden alcanzar 20 m de longitud.

Los otros tres reinos eucariotas: hongos, plantas, y animales son en gran medida multicelulares y cada uno de ellos constituye una linea evolutiva diferente que parte de un ancestro unicelular que podría clasificarse en el reino Protista (vea la figura 1).

figura 1

Figura 1. Relación evolutiva entre los seis reinos de organismos

El sello distintivo de los eucariotas es su compleja organización celular, destacándose el complicado sistema de endomembranas que subdivide la célula eucariota en diferentes compartimentos funcionales. No obstante, no todos los compartimentos del interior de la célula eucariota se derivan del sistema endomembranoso. En particular dos de ellos, las mitocondrias, productoras de energía de las células, presentes en casi todos los eucariotas, y los recolectores de energía, cloroplastos, que aparecen en algunos eucariotas, se piensa que tienen un origen de tipo endosimbiótico sucedido en las etapas tempranas del desarrollo de las células eucariotas, y que ha sido tratado en los artículos El origen de la vida y Estructura general de las células.

Las particularidades de que ambos orgánulos tienen sus propios ribosomas y estos se asemejan más a los ribosomas de las bacterias que a los ribosomas citoplasmáticos de los eucariotas, así como que ambos construyen sus propias membranas interiores, se dividen de forma independiente a la célula que los contiene, y portan cromosomas similares a los de las bacterias, son elementos importantes que sustentan la teoría de la endosimbiosis. Adicionalmente, la comparación de la secuencia de nucleótidos en el ADN de ambos orgánulos con una cantidad diversa de organismos, indica con claridad, que las mitocondrias son descendientes de las bacterias púrpura no sulfurosas, las que fueron incorporadas al interior de las células eucariotas muy temprano en la historia del grupo, mientras los cloroplastos tienen su origen en las cianobacterias.

Los eucariotas se distinguen de los procariotas por tres rasgos particulares, con independencia de la gran diversidad de estos organismos: (1) sus células están compartimentadas; (2) son multicelulares casi universalmente; y (3) son seres sexuales.

Compartimentación

La existencia de diferentes compartimentos dentro de las células eucariotas permite, entre otras cosas:

1.- El incremento de las oportunidades evolutivas de especialización, como sucede con el caso de las mitocondrias y los cloroplastos.

2.- La presencia del núcleo separado del resto de la célula por una membrana conduce a la posibilidad de nuevas vías para la expresión de los genes. Así tenemos que en los procariotas la transcripción (generación del ARN) y la traducción (fabricación de las proteínas) codificadas en los genes se realiza simultáneamente dentro del citosol celular al no haber separación física interna. En los eucariotas, la transcripción de los genes se hace dentro del núcleo donde se encuentra el ADN, luego se procesa allí el ARN resultante y se transporta a través de la membrana hacia el citosol en el que se encuentran los ribosomas y otros mecanismos traductores, y son estos los que inician la traducción del ARN a proteína. Note que esta separación de funciones en la transcripción y la traducción representa un nivel adicional de control de la expresión de los genes.

Multicelularidad

La multicelularidad real ocurre solo en los eucariotas, y esta multicelularidad implica que las actividades de cada célula individual estén coordinadas con el resto de las células del organismo, las que de alguna manera están en contacto. Esta cualidad es una de las principales características de los eucariotas. En el mundo procariota, las bacterias en ocasiones se pueden adherir unas a otras a través de las paredes celulares formando un agregado que puede ser en forma de filamentos, láminas e incluso cuerpos tridimensionales, sin embargo, aun así, cada célula funciona de forma independiente a las otras células y como tal se reproduce, alimenta, y lleva acabo el metabolismo sin coordinación alguna con las otras células. Estos agregados celulares se consideran colonias y no un cuerpo multicelular verdadero. Muchos protistas también pueden formar estos agregados con muy poca o ninguna diferenciación e integración. Por su parte, otros protistas como las algas pardas y rojas, han logrado de forma independiente la multicelularidad.

¿Es ventajosa la multicelularidad?

Aunque la vida ha demostrado que la forma unicelular ha sido tremendamente exitosa y casi la mitad de la biomasa del planeta está formado por tales organismos, la vida unicelular tiene sus restricciones. La evolución hacia formas multicelulares da a los organismos nuevas vías de sobre vivencia al diferenciarse varios tipos de células y estas formar tejidos y luego órganos dentro del complicado cuerpo multicelular. Resultado de este proceso de separación funcional el organismo multicelular adquiere cualidades favorables, entre las que están: la autoprotección; una resistencia a la sequía más eficiente; la regulación de la condiciones internas; adquirir alta capacidad de traslación; mejorar la capacidad de búsqueda de parejas sexuales y presas; así como llevar a cabo otras tareas con una complejidad que no era posible en sus ancestros unicelulares. No es de extrañar entonces que dadas estas ventajas, la multicelularidad se haya logrado evolutivamente y de forma independiente en varias oportunidades.

Sexualidad

Esta es otra característica principal que distingue a los eucariotas como grupo, y aunque en ciertos organismos procariotas (bacterias) se intercambia algún material genético, este no es un mecanismo estable y predecible como lo es en la reproducción sexual de los eucariotas. En estos últimos, el ciclo sexual característico se diferencia claramente del de los procariotas e incluye dos procesos bien definidos: (1) la unión de dos gametos, masculino y femenino, para producir una célula con dos juegos de cromosomas (célula diploide), proceso conocido como singamia, y (2) la meiosis, una forma de división celular especial a través de la cual las células se dividen de forma tal que se generan células hermanas con solo un juego de cromosomas (células haploides).

Durante la meiosis, en las células diploides los cromosomas procedentes de la madre y del padre se separan, y es común que se produzca lo que se conoce como intercambio genético, y esto a su vez hace que los resultados de un simple evento de meiosis nunca sean idénticos. De esta situación se desprende que la descendencia de los organismos sexuales eucariotas tengan una gran variabilidad y con ello constituyan una posible fuente básica de la que se nutre la evolución. Esta misma variabilidad permite a los organismos eucariotas sexuales adaptarse mejor a las demandas del entorno al generar una prole diversa.



Otros temas de biología aquí.
Para ir al índice general del portal aquí.