La célula es considerada la unidad básica estructural, funcional y biológica de todos los organismos vivos. Se puede clasificar en dos grandes categorías: procariontes y eucariontes. Las células procariontes, como las bacterias, son organismos unicelulares sin un núcleo definido, mientras que las células eucariontes, presentes en animales, plantas, hongos y protozoos, contienen un núcleo cerrado dentro de una membrana.
Importancia del estudio de las células
El estudio de las células es fundamental para comprender los procesos vitales. Todas las teorías sobre el crecimiento, reproducción, y función de los organismos se basan en la comprensión de la célula. Además, muchas enfermedades se entienden mejor como disfunciones a nivel celular, lo que ha permitido desarrollar tratamientos específicos al targetear células enfermas o defectuosas.
Historia del Descubrimiento de la Célula
Avances tecnológicos que permitieron el descubrimiento de la célula
El desarrollo del microscopio en el siglo XVII fue crucial para el descubrimiento de la célula. Aunque los primeros microscopios ofrecían una resolución limitada, permitieron a los científicos de la época observar mundos previamente invisibles. Este avance tecnológico abrió una nueva dimensión en la biología, llevando al descubrimiento de células y microorganismos.
Robert Hooke y el primer avistamiento de células
En 1665, Robert Hooke publicó “Micrographia”, donde describió sus observaciones de “células” en un pedazo de corcho, utilizando un microscopio compuesto. Aunque lo que Hooke observó eran en realidad las paredes celulares muertas de las células vegetales, su trabajo fue pionero, ya que fue la primera vez que se usó el término “célula” en un contexto biológico.
Anton van Leeuwenhoek y la observación de microorganismos
Anton van Leeuwenhoek, a menudo considerado el “padre de la microbiología”, fue el primero en observar y describir microorganismos vivos, incluyendo bacterias, protozoos y espermatozoides, utilizando microscopios de una sola lente de su propia fabricación. Sus detalladas cartas enviadas a la Royal Society de Londres en el siglo XVII marcaron el inicio de la microbiología como ciencia.
Avances Post-Hooke y Leeuwenhoek
Después de Hooke y Leeuwenhoek, el estudio de la célula avanzó lentamente hasta el siglo XIX, cuando mejoras en las técnicas microscópicas y en la teñida de muestras permitieron a los científicos ver las células con mayor detalle. Esto llevó al desarrollo de la teoría celular en la década de 1830 por Matthias Schleiden y Theodor Schwann, quienes propusieron que todos los organismos estaban compuestos de una o más células, que la célula es la unidad básica de la vida, y que todas las células provienen de otras células existentes.
Teoría celular
La teoría celular establece que todos los organismos vivos están compuestos de células, que la célula es la unidad estructural y funcional básica de la vida, y que todas las células provienen de otras células preexistentes. Estos principios unifican la comprensión biológica de los organismos, desde los más simples hasta los más complejos.
Fundamentos y Evolución Histórica de la Teoría Celular
El nacimiento de la biología celular se remonta a los avances en la microscopía durante los siglos XVI y XVII. Las observaciones pioneras de Robert Hooke, quien fue el primero en acuñar el término “célula” al describir los espacios vacíos en un corcho, y de Anton van Leeuwenhoek, quien descubrió los microorganismos, marcaron el inicio de la exploración científica del mundo celular. Estos descubrimientos subrayaron la existencia de unidades fundamentales de vida previamente invisibles a simple vista.
A medida que avanzaba el siglo XIX, los desarrollos en las técnicas de microscopía y tinción permitieron una visualización más detallada y precisa de las células y sus componentes internos. Estas innovaciones tecnológicas facilitaron el estudio de la anatomía celular y la histología, permitiendo a los científicos observar la complejidad y diversidad de las células en diferentes organismos.
Formulación de la Teoría Celular
La teoría celular como la conocemos hoy fue formulada y propuesta por Matthias Schleiden y Theodor Schwann entre 1838 y 1839. Schleiden sugirió que todas las plantas están compuestas de células, mientras que Schwann extendió este concepto a los animales, estableciendo la idea de que todas las formas de vida están compuestas por células o productos celulares. Rudolf Virchow, con su principio “Omnis cellula e cellula” (toda célula proviene de otra célula), refutó la generación espontánea y enfatizó la reproducción celular como un principio fundamental, consolidando la teoría celular en la biología.
Con el paso del tiempo, la teoría celular se expandió más allá de sus propuestas originales para incluir la comprensión de que las células son la unidad básica de estructura, función y organización en todos los organismos vivos. Los avances en microscopía electrónica y técnicas de cultivo celular durante los siglos XIX y XX revelaron la complejidad interna de las células, incluyendo la identificación de orgánulos específicos y la comprensión de procesos celulares como la mitosis.
Principales Contribuyentes a la Teoría Celular
Robert Hooke
Descubrimiento de la “célula” en 1665. Al observar cortes de corcho bajo un microscopio compuesto, Hooke fue el primero en describir y nombrar a las “células”. Este fue un paso crucial para el desarrollo posterior de la teoría celular, aunque en ese momento no entendió su función viviente.
Anton van Leeuwenhoek
Descubrimiento de los microorganismos en 1674. Utilizando microscopios de una sola lente de su propia fabricación, Leeuwenhoek fue el primero en observar y describir bacterias, espermatozoides y células sanguíneas, ampliando significativamente el conocimiento de la diversidad celular.
Matthias Schleiden
Teoría celular en plantas en 1838. Schleiden propuso que todas las plantas están compuestas de células. Este principio fue revolucionario al sugerir una unidad estructural común en los organismos vivos, enfocándose en la importancia de la célula como unidad fundamental de la vida vegetal.
Theodor Schwann
Teoría celular en animales en 1839. Schwann extendió los conceptos de Schleiden a los animales, argumentando que todas las formas de vida están compuestas de células. Su trabajo consolidó la idea de la célula como la unidad básica de la vida en todos los organismos vivos, no solo en las plantas.
Rudolf Virchow
Omnis cellula e cellula en 1855. Virchow introdujo el concepto de que todas las células surgen de células preexistentes, contradiciendo la teoría de la generación espontánea y estableciendo un mecanismo para el crecimiento y la reproducción celular. Su aforismo “Omnis cellula e cellula” (toda célula proviene de otra célula) es uno de los pilares de la biología moderna.
Teorías del Origen de la Célula
Teoría de la Generación Espontánea
Antes del desarrollo de la teoría celular, la generación espontánea era una idea ampliamente aceptada que sugería que la vida podía surgir de materia inanimada bajo ciertas condiciones.
Experimentos realizados por científicos como Francesco Redi, Lazzaro Spallanzani y Louis Pasteur refutaron esta teoría al demostrar que la vida solo proviene de la vida, sentando las bases para la comprensión moderna de la biogénesis.
Teoría de la Sopa Primordial
Propuesta por Alexander Oparin y J.B.S. Haldane en la década de 1920, sugiere que la vida comenzó en una “sopa primordial” rica en compuestos orgánicos en los océanos de la Tierra primitiva, facilitada por la energía de fuentes como la radiación ultravioleta y los relámpagos.
El experimento de Miller-Urey de 1953 demostró que los aminoácidos, los componentes básicos de las proteínas, podían formarse a partir de compuestos inorgánicos simples bajo condiciones que simulaban la atmósfera primitiva de la Tierra.
Teoría de los Microesferas y Coacervados
Teorías que explican cómo los compuestos orgánicos simples podrían haberse organizado en estructuras más complejas. Las microesferas son esferas de proteínas que pueden formar membranas semipermeables, mientras que los coacervados son gotas que pueden concentrar moléculas orgánicas, actuando como precursores de las células vivas.
Estos modelos sugieren mecanismos por los cuales los compuestos orgánicos pudieron haberse agrupado y organizado en estructuras celulares primitivas, proporcionando un entorno para reacciones químicas más complejas.
Teoría Endosimbiótica
Propuesta por Lynn Margulis en la década de 1960, la teoría endosimbiótica sugiere que las células eucariotas (células con núcleo) se originaron a través de la asociación simbiótica de múltiples organismos procariotas (células sin núcleo).
La teoría se apoya en evidencias como la presencia de ADN propio en mitocondrias y cloroplastos, y su semejanza con bacterias en términos de estructura y función, sugiriendo que estas organelas son descendientes de bacterias independientes que fueron incorporadas por células anfitrionas primitivas.
Teoría de la Panspermia
Sugiere que la vida, o los componentes necesarios para la vida, no se originaron en la Tierra, sino que fueron traídos desde el espacio exterior, posiblemente a través de meteoritos, cometas o polvo cósmico.
Aunque no explica el origen de la vida en sí, la panspermia propone un mecanismo interesante por el cual los bloques constructivos de la vida podrían haberse distribuido a través del universo.
Video Resumen
Preguntas EXANI-II
Pregunta 1 (Ejercicio tomado del Simulador EXANI-II):
La principal aportación de la teoría endosimbiótica de Lynn Margulis explica…
- Cómo se originaron los seres vivos a partir de las células procariontes
- El origen de las primeras células procariontes a partir de los coacervados
- El origen de las mitocondrias y el cloroplasto en las células eucariontes
Respuesta correcta a la letra c) el origen de las mitocondrias y el cloroplasto en las células eucariontes.
Explicación
La teoría endosimbiótica, propuesta por Lynn Margulis, sugiere que las mitocondrias y los cloroplastos, orgánulos fundamentales en las células eucariontes, se originaron a partir de bacterias procariontes que entraron en simbiosis con células anfitrionas primitivas. Esta relación simbiótica permitió a las células anfitrionas utilizar la energía de manera más eficiente (a través de la respiración celular en el caso de las mitocondrias) y realizar la fotosíntesis (en el caso de los cloroplastos), lo que fue crítico para el desarrollo y la evolución de la vida compleja en la Tierra.
Por qué las otras opciones no son correctas:
- Opción a) cómo se originaron los seres vivos a partir de las células procariontes. Esta opción es incorrecta porque, aunque las células procariontes son fundamentales para el origen de la vida y anteceden a las células eucariontes en la historia evolutiva, la teoría endosimbiótica específicamente no aborda cómo se originaron los primeros seres vivos, sino cómo ciertos orgánulos se desarrollaron dentro de células eucariontes ya existentes.
- Opción b) el origen de las primeras células procariontes a partir de los coacervados. Esta respuesta es incorrecta porque la teoría de los coacervados se relaciona con una hipótesis sobre el origen de la vida que sugiere cómo las primeras formas de vida podrían haberse formado a partir de gotas de moléculas orgánicas. Aunque es relevante para entender cómo pudieron surgir las primeras células, no está directamente relacionada con la teoría endosimbiótica de Margulis, la cual se enfoca en la evolución de las células eucariontes a partir de la incorporación simbiótica de bacterias procariontes.