Como se organizan los seres vivos

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Como se organizan los seres vivos

Organización biológica

«Jerarquía de la vida» y «Niveles de organización» redirigen aquí. Para la ordenación y organización jerárquica de todos los organismos, véase Clasificación biológica. Para la jerarquía evolutiva de los organismos y las relaciones interespecíficas, véase Árbol filogenético.

La organización biológica es la jerarquía de estructuras y sistemas biológicos complejos que definen la vida mediante un enfoque reduccionista[1] La jerarquía tradicional, como se detalla a continuación, se extiende desde los átomos hasta las biosferas. Los niveles superiores de este esquema suelen denominarse concepto de organización ecológica, o como el campo, ecología jerárquica.

Cada nivel de la jerarquía representa un aumento de la complejidad organizativa, y cada «objeto» se compone principalmente de la unidad básica del nivel anterior[2] El principio básico de la organización es el concepto de emergencia: las propiedades y funciones que se encuentran en un nivel jerárquico no están presentes y son irrelevantes en los niveles inferiores.

La organización biológica de la vida es una premisa fundamental para numerosos ámbitos de la investigación científica, especialmente en las ciencias médicas. Sin este necesario grado de organización, sería mucho más difícil -y probablemente imposible- aplicar el estudio de los efectos de diversos fenómenos físicos y químicos a las enfermedades y a la fisiología (funcionamiento del cuerpo). Por ejemplo, campos como la neurociencia cognitiva y del comportamiento no podrían existir si el cerebro no estuviera compuesto por tipos específicos de células, y los conceptos básicos de la farmacología no podrían existir si no se supiera que un cambio a nivel celular puede afectar a todo un organismo. Estas aplicaciones se extienden también a los niveles ecológicos. Por ejemplo, el efecto insecticida directo del DDT se produce a nivel subcelular, pero afecta a niveles superiores hasta e incluso a múltiples ecosistemas. En teoría, un cambio en un átomo podría cambiar toda la biosfera.

Niveles de organización

Como ilustra este ejemplo, las unidades de materia se organizan e integran en niveles de complejidad creciente; se trata de un concepto denominado niveles de organización integradores. Los niveles de organización integradores permiten a los investigadores describir la evolución del mundo inanimado al animado y al social (Novikoff, 1945). Los niveles integradores superiores son más complejos y muestran más variaciones y características que los niveles integradores inferiores. Estos niveles se basan en un fundamento físico, y el nivel más bajo parece consistir en partículas subatómicas. Sin embargo, para estudiar la genética no necesitamos considerar objetos tan diminutos como las partículas subatómicas. Más bien, lo más relevante es el espectro de niveles de integración que va desde las macromoléculas hasta las poblaciones (Figura 1).

Cuando se juntan unidades de material biológico, las propiedades del nuevo material no son siempre aditivas, o iguales a la suma de las propiedades de los componentes. Por el contrario, en cada nivel surgen nuevas propiedades y reglas que no pueden predecirse mediante las observaciones y el pleno conocimiento de los niveles inferiores. Estas propiedades se denominan propiedades emergentes (Novikoff, 1945).

Organización biológica

Antes de empezar a estudiar las diferentes estructuras y funciones del cuerpo humano relacionadas con la nutrición, conviene considerar la arquitectura básica del cuerpo, es decir, cómo se ensamblan sus partes más pequeñas en estructuras más grandes. Es conveniente considerar las estructuras del cuerpo en términos de niveles fundamentales de organización que aumentan en complejidad: átomos, moléculas, células, tejidos, órganos, sistemas de órganos y organismos. Los niveles superiores de organización se construyen a partir de los niveles inferiores. Así, los átomos se combinan para formar moléculas, las moléculas se combinan para formar células, las células se combinan para formar tejidos, los tejidos se combinan para formar órganos, los órganos se combinan para formar sistemas de órganos y los sistemas de órganos se combinan para formar organismos (Figura 3.1).

Figura 3.1. Niveles de organización estructural del cuerpo humano. La organización del cuerpo se suele analizar en términos de distintos niveles de complejidad creciente, desde los bloques de construcción químicos más pequeños hasta un organismo humano único.

Consideremos los bloques de construcción más simples de la materia: los átomos y las moléculas. En la Unidad 1, se hizo una introducción a los átomos y las moléculas. Recuerda que toda la materia del universo está compuesta por uno o más elementos únicos, como el hidrógeno, el oxígeno, el carbono y el nitrógeno. La unidad más pequeña de cualquiera de estos elementos es un átomo. Los átomos de los elementos individuales se combinan para formar moléculas, y las moléculas se unen para formar macromoléculas más grandes. Cuatro macromoléculas -carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos (por ejemplo, ADN y ARN)- constituyen todas las unidades estructurales y funcionales de las células.

Ejemplos de niveles de organización

Todos los organismos vivos comparten varias características o funciones clave: orden, sensibilidad o respuesta al medio ambiente, reproducción, crecimiento y desarrollo, regulación, homeostasis y procesamiento de energía. En conjunto, estas ocho características sirven para definir la vida.

Los organismos son estructuras altamente organizadas y coordinadas que constan de una o más células. Incluso los organismos unicelulares más sencillos son extraordinariamente complejos: en el interior de cada célula, los átomos forman moléculas; éstas, a su vez, forman orgánulos celulares y otras inclusiones celulares. En los organismos pluricelulares, células similares forman tejidos. Los tejidos, a su vez, colaboran para crear órganos (estructuras corporales con una función distinta). Los órganos colaboran para formar sistemas orgánicos.

Los organismos pueden responder a diversos estímulos. Por ejemplo, las plantas pueden crecer hacia una fuente de luz, trepar por vallas y paredes o responder al tacto. Incluso las pequeñas bacterias pueden acercarse o alejarse de las sustancias químicas (proceso denominado quimiotaxis) o de la luz (fototaxis). El movimiento hacia un estímulo se considera una respuesta positiva, mientras que el movimiento de alejamiento se considera una respuesta negativa.