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Procariotas y eucariotas: Los imperios de la vida

La gran dicotomía en el seno de los seres vivos no se establece entre el reino animal y el vegetal. Existe una diferenciación mucho más básica, que afecta a los procesos metabólicos, las modalidades de reproducción y la estructura celular, y que refleja una divergencia mucho más antigua.

Los dos imperios (como lógicamente cabe llamarlos) de la vida son el eucariota, al que pertenecen animales, hongos, plantas, algas y protozoos; y el procariota, al que pertenecen las bacterias (en realidad hay un tercer imperio, el de los archaea, que está formado por seres con una genética y una bioquímica peculiares, pero que poseen una estructura celular similar a la de bacterias, por lo que en este artículo los englobaremos con ellas).

Los procariotas, los verdaderos dueños de la Tierra en razón de su ubicuidad, su abundancia y su indestructibilidad, son seres simples, muy pequeños, de metabolismo vertiginoso y reproducción incontenible, extraordinariamente versátiles en cuanto a sus fuentes de alimentación y sus requerimientos ecológicos y resistentes a condiciones casi incompatibles con la vida.

Las células bacterianas no poseen un núcleo separado por membranas. Su material genético consiste en una gran molécula circular de ADN que flota libremente en el citoplasma y que no está densamente empaquetada por proteínas como en los eucariotas. Suelen aparecer también otras moléculas de ADN circular más pequeñas, los plásmidos, que a veces intercambian unas bacterias con otras, lo que sirve, por ejemplo, para transmitir resistencia a antibióticos. El material genético procariota contiene muy pocos segmentos no codificantes de proteínas, el llamado impropiamente “ADN basura”, que suele participar en la edición y la regulación de los genes en eucariotas.

La sexualidad propiamente dicha no se presenta en las bacterias, aunque existen varias modalidades de transmisión de material genético entre ellas. La sexualidad consiste en la fusión del material genético de dos células, cada una de las cuales realiza una aportación similar al genoma del nuevo individuo. En bacterias, unas células actúan como donadoras de material genético y otras como receptoras. Una célula bacteriana puede englobar moléculas de ADN que floten en el medio, o puede adquirir ADN bacteriano que viaje dentro de un virus que la infecte, o puede recibir un plásmido a través de la conjugación con otra bacteria, que consiste en el establecimiento de un puente entre dos células y la entrada de material genético al citoplasma de una de ellas (el proceso ocurre siempre en una sola dirección).

Las células procariotas no presentan la variedad de orgánulos de las células eucariotas (algunos de ellos en realidad son bacterias modificadas): carecen de mitocondrias, cloroplastos, lisosomas y orgánulos membranosos como el aparato de Golgi o el retículo endoplásmico. Poseen ribosomas para la síntesis de proteínas, pero son más pequeños y de distinto tipo que los de las células eucarióticas. Su sistema de membranas es mucho más simple que el de eucariotas.

Las células bacterianas presentan una pared celular, de composición peculiar. Por debajo de ella está la membrana plasmática, que es la que realiza la respiración celular. La fotosíntesis ocurre en membranas internas o corpúsculos especiales, los clorosomas.
Los flagelos bacterianos son únicos en el mundo vivo porque giran como hélices, están formados por proteínas distintas a las de eucariotas y no contienen microtúbulos. Las células procariotas a veces se mueven por medio de vesículas de gas, de las que carecen las eucariotas. Éstas presentan un esqueleto celular formado por fibras proteicas, que no poseen las bacterias. La reestructuración de estas fibras genera movimientos celulares de tipo ameboide o sirve para separar los cromosomas durante la división celular.

Las bacterias a veces pueden formar esporas, estructuras de vida latente, con gran capacidad para resistir condiciones adversas, como altas temperaturas, frío, desecación o intensas radiaciones. Hoy se especula con que esporas muy resistentes pudieran haber viajado durante miles o millones de años en el interior de rocas de Marte a la Tierra y haber revivido aquí (el viaje inverso es mucho más improbable). Los organismos procariotas suelen ser unicelulares; cuando varias células se agrupan, no hay mucha división del trabajo entre ellas ni suelen formarse estructuras diferenciadas.

La diversidad metabólica de las bacterias y los archaea es enorme. Casi cualquier sustancia de naturaleza orgánica que uno pueda imaginar puede ser aprovechada por alguna especie procariota: incluso tolueno, alcanfor y petróleo. Pueden obtener energía de reacciones entre diversas sustancias minerales, de la oxidación de compuestos como el metano o de la radiación solar, pudiendo generar o no oxígeno en este proceso. Mientras que los eucariotas necesitan casi siempre oxígeno para vivir, hay procariotas que lo necesitan, otros que lo soportan y otros para los que constituye un poderoso veneno.

La tolerancia ambiental de los procariotas (sobre todo de los archaea) es impresionante. Pueden vivir a varios kilómetros de profundidad bajo tierra, en desiertos de sal, en fuentes termales a 110º C de temperatura, en lagos cargados de ácido sulfúrico o en los hielos de la Antártida.

Los procariotas son organismos que han optado por la economía en el uso de los recursos, la simplificación y la rapidez de respuesta. Su tamaño reducido les permite asimilar de forma directa y casi inmediata los nutrientes del entorno y elimina la necesidad de complejas estructuras celulares. Pueden ocupar incontables nichos ecológicos y si las condiciones empeoran, sus elevadas tasas de reproducción y mutación (su sistema de reparación de errores en la replicación del ADN es mucho más rudimentario que el de eucariotas) les garantizan prácticamente la aparición de algún mutante capaz de adaptarse a ellas.

En los procariotas están la mayoría de las respuestas a los grandes interrogantes de la vida. Son los seres más antiguos, los más diversos (aún no conocemos más que una minúscula fracción de las especies existentes), los que han explorado mayor número de vías metabólicas y de combinaciones moleculares y los que más contribuyen a la economía global de la Tierra (como productores primarios o parásitos, pero sobre todo como recicladores finales de la materia orgánica). Pueden revelarnos datos cruciales sobre el origen de la vida, sobre el curso de la evolución y la transformación de los ecosistemas, sobre sus complejas interacciones con otros organismos y hasta sobre la posible existencia de vida en otros planetas del sistema solar.








...por Antonio Jiménez ...por Antonio Jiménez


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4 comentarios en Procariotas y eucariotas: Los imperios de la vida

  1. Felicidades por el reportaje, sólo encuentro a faltar unos mapas conceptuales de la clasificación de los 5 reinos.

  2. Hola, Ezequiel:

    El esquema de clasificación de los seres vivos cada vez es más complejo. Los 5 reinos tradicionales (procariotas, protistas, hongos, plantas y animales) tienen aún utilidad práctica, pero no reflejan bien las relaciones evolutivas. Cada día se proponen nuevas clasificaciones con un número creciente de grupos y unas relaciones entre ellos más enrevesadas. Por ejemplo, los procariotas forman un grupo radicalmente distinto al de los otros 4 reinos, que están englobados juntos. Por otro lado, hongos y animales se incluyen ya en el mismo grupo. Las plantas forman parte de un grupo más amplio que incluye a las algas verdes. Y el reino protista es un auténtico cajón de sastre en el que se ha introducido una gran variedad de grupos de microorganismos que no tienen apenas relaciones entre sí. Los biólogos nos estamos volviendo con todo esto un poco locos.

  3. Muy gratificante encontrar una página como esta y poder leer temas sobre biología tan esquisitamente escritos. Gracias.

  4. Este reportaje me ayudó mucho para mi prueba, tenia que estudiar células eucariotas y procariotas y con este escrito me saqué un 9,50 y pude subir mi nota.

    ¡Gracias por la información!

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