Los niveles de organización biológica de la materia viva

Los niveles de organización biológica de la materia viva

Con todo el tema este de la pandemia por la Covid-19, ha habido una aumento exponencial del interés de la sociedad por la biología en general, y la biología molecular específicamente. Dentro de estos términos es imprescindible entender cómo la biología clasifica la materia y diferencia cada uno de sus grados de complejidad.

¿Cómo organiza la biología la materia?

Como ya vimos en el artículo ¿Qué estudia la biología como ciencia?, la biología es una disciplina que engloba una inmensa variedad de conocimientos. Dentro de estos, uno de ellos es entender, junto con la química, cómo clasificar la materia y cómo esta compone la vida.

A continuación nos disponemos a realizar un viaje microscópico de los elementos estructurales de la vida desde los niveles subatómicos hasta la composición de la unidad funcional de la vida; la célula.

Los bioelementos: ¿qué son y qué tipos hay?

Volvamos a la química de la ESO. Si recordáis a vuestro pobre profesor cuando sólo eráis unos adolescente hormonados, entenderéis la desesperación que debió suponer para el mismo el hecho de explicaros que la materia está compuesta por átomos. A lo que debo preguntaros, ¿recordáis qué es un átomo?

Supongo que una idea difusa se dibuja en vuestro cerebro, algo parecido a un aro rodeando una pelota gorda. Bueno, pues en realidad lo que recordamos es un núcleo formado por protones –carga positiva– y neutrones –sin carga–, con electrones –carga negativa– dando vueltas a su alrededor. El átomo más sencillo que conocemos es el de hidrógeno, el cual está formado por un protón en el núcleo, y un electrón alrededor. Llamamos a cada uno de los diferentes átomos que conocemos como “elementos”, y están recogidos en la tabla periódica en función de su número atómico –número de protones–.

Como podréis imaginar no todos los elementos están representados de misma forma en la materia viva, es por eso que se han establecido 3 categorías en función de su abundancia en esta:

  • Bioelementos primarios: constituyen el 97% de la materia viva. El 95% suponen los elementos: carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. El 2% restante lo componen el fósforo y el azufre.
  • Bioelementos secundarios: constituyen el 2,5%. Los elementos presentes en este grupo son: calcio, magnesio, sodio, potasio y cloro.
  • Oligoelementos: constituyen el 0,5% restante y no se encuentran presentes en todos los seres vivos. Aquí encontramos un grupo muy variado de bioelementos como: manganeso, hierro, cobre, cobalto, zinc, boro,…
Laboratorio

Las biomoléculas: las hermanas mayores de los bioelementos

Los bioelementos se combinan entre ellos dando lugar a biomoléculas, es decir, conjuntos organizados de esos átomos componiendo una estructura más compleja –ahora lo entenderéis con ejemplos, no os preocupéis–. Dentro de estas biomoléculas, debemos hacer dos grandes distinciones:

  • Biomoléculas orgánicas: me vais a permitir que en este artículo tan solo os las presente porque cada una de ellas da para un artículo en sí misma. Estas son: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.
  • Biomoléculas inorgánicas: en este caso podemos encontrar tanto gases, como sales minerales y agua, pero nos centraremos en estas dos últimas.
  • Sales minerales: A la hora de destacar las funciones de las sales minerales, debemos hacer hincapié en su papel a la hora de constituir estructuras rígidas como los huesos o realizando la función tampón –función reguladora del pH de fluidos–.
  • Agua: el agua es sin duda un componente fundamental a la hora de concebir la vida. Tanto es así, que cuando buscamos vida en otros planetas, realizamos primero el estudio de si existe agua líquida en dicho planeta. Formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, la molécula de agua presenta una polaridad –negativa en el átomo de oxígeno y positiva en los de hidrógeno– que le permite establecer puentes de hidrógeno entre las diferentes moléculas. Por baladí que parezca este hecho, esta condición molecular le confiere unas características excepcionales al agua para la vida como: menor densidad en estado sólido, alta calor específica, capacidad disolvente, poder de disociación y alta cohesión y tensión superficial.
Molécula

Los orgánulos: cuando las biomoléculas se ponen de acuerdo para hacer cosas chachis

Cuando las biomoléculas se juntan entre ellas de forma específica son capaces de generar entre sí unas estructuras increíbles con un sentido evolutivo excepcional. Estas nuevas organizaciones que encontramos a nivel subcelular reciben el nombre de orgánulos. Llamamos orgánulos a estructuras muy bien definidas y con funciones específicas que encontramos dentro de la célula. Evidentemente, dependiendo del tipo de celular en el que nos encontremos podremos observar un tipo de orgánulos o otros, pero algunos de los más representativos serían: membrana plasmática, núcleo, ribosomas, mitocondrias,… Tranquilos, haremos algún artículo explicando detalladamente a cada uno de ellos.

La célula: protagonista de esa cosa llamada vida

Finalmente llegamos a la protagonista indudable de la organización biológica de la materia viva, el dogma central de la teoría celular, y la unidad mínima y funcional de vida; la célula. Célula podemos encontrar de muchos tipos diferentes, pero de forma más o menos simple, podemos decir que es la unidad mínima de vida y que por tanto puede realizar por sí misma las 3 funciones vitales. Oye, Marcos, ¿y los virus? Chssst, calla y no spoilees, te lo cuento en otro artículo. Bueno, como iba diciendo, actualmente conocemos dos grandes grupos de células: las procariotas –núcleo en formación– y las eucariotas –núcleo verdadero, nosotros entramos aquí–.

¿Qué hay después de la célula?

Bueno, como veis en este capítulo he dejado un título muy abierto porque es muy ambiguo explicar qué viene después de la célula. Lo suyo sería explicaroslo desde una visión antropocentrista y decir que nuestras células –eucariotas, recordad– se agruparan entre ellas especializándose dando lugar a tejidos, que a su vez se unirán y darán órganos, que a su vez se unirán formando aparatos o sistemas, que a su vez constituirán un individuo. Pero la cosa no acaba aquí, podríamos decir que un conjunto de individuos de una misma especie forman una población, y que individuos de diferentes especies formarán una comunidad, y que estos constituyen la parte viva del ecosistema en el que se encuentren. Y si uniéramos, finalmente todos los ecosistemas de la Tierra, pues obtendríamos lo que conocemos como Biosfera, capa de la tierra donde se desarrolla la vida.

Pero creo que si lo hiciera sería muy reduccionista –je,je–, así que os dejo con la duda hasta el siguiente artículo, donde seguiremos descifrando los misterios de la vida.

Bibliografía:

  • Alberts, B.; Bray, D.; Watson, J.D. & Raff, M. (2012). Biología molecular de la célula. 5ª Edición. Madrid: Editorial Omega
  • Campbell, N. & Reece, J. (2007). Biología. 7ª Edición. Madrid: Editorial Médica Panamericana
  • García, M.; García, M.A. & Furió, J. (2010). Biologia. 2n de Batxillerat. Paterna: Editorial Ecir.
  • Peretó, J.; Sendra, R.; Pamblanco, M. & Bañó, C. (2005). Fonaments de bioquímica. 5ª Edició. València: Universitat de València