La célula eucariota

La unidad estructural y fisiológica de los organismos vivos es la célula. Existen muchos tipos diferentes de células, cada una de ellas varía en su forma, tamaño y función. En un organismo multicelular pueden existir docenas o centenares de diferentes tipos de células dependiendo de la complejidad del mismo. Estas células con funciones especializadas se unen y activan conjuntamente para formar tejidos y órganos. Cada una de ellas conserva su individualidad y su independencia. Aunque existen dos tipos principales de células: procariotas y eucariotas, en este artículo nos dedicaremos a las células eucariotas animales.

Componentes básicos de las células

Las células eucariotas son mayores y más complejas que las procariotas, poseen un núcleo bien definido, con membranas apareadas y una estructura interna más compleja. A pesar de ésta complejidad y de la cantidad de células diferentes que puedan constituir a un organismo, los rasgos estructurales básicos de las células son los mismos.

Las estructuras comunes de las células eucariotas son:

• Membrana celular – también llamada membrana del citoplasma o membrana citoplasmática. Es una membrana permeable muy fina que rodea a la célula. Consta de una doble capa de lípidos, formada por tres tipos de moléculas: lípidos (fosfolípidos y colesterol), proteínas (estructurales y enzimáticas) y polisacáridos (glucolípidos y glucoproteínas).

Membrana celular con sus componentes

Las proteínas y enzimas contenidas en la bicapa lipídica de la membrana citoplasmática realizan funciones de transporte, controlando los intercambios de materia y energía. Por lo tanto, la principal función de esta membrana es la de mantener estable el medio interno de la célula, regulando el paso de agua, sustancias nutritivas y sales al interior de la célula, y de los productos de desecho al exterior.

• Citoplasma – también conocido como citosol, matriz o hialoplasma. El citoplasma es la parte interna de la célula comprendida entre la membrana celular y la membrana nuclear. Está constituído por el citosol (el medio acuoso de la célula), los orgánulos y las estructuras celulares. En el hialoplasma ocurren gran cantidad de reacciones bioquímicas, tanto de degradación como de síntesis. Las reacciones del metabolismo celular están catalizadas por las enzimas. En el citoplasma es que la célula realiza el trabajo de construcción y mantenimiento de su estructura, empleando energía química.

Núcleo de una célula

• Núcleo – también llamado cuerpo nuclear. Está separado del citoplasma por la membrana nuclear. La función del núcleo es replicar y almacenar los cromosomas que contienen el material genético de la célula en forma de ADN (ácido desoxirribonucleíco).

• Membrana nuclear - es una prolongación del retículo endoplásmico, tanto rugoso como liso. Esta membrana envuelve las estructuras nucleares y está surcada por poros. A través de estos poros ocurre el intercambio de sustancias entre el núcleo y el citoplasma.

Función de los orgánulos de la célula

Las células eucariotas son complejas, con un núcleo bien definido y otros orgánulos internos con sus respectivas membranas que los rodean. Estos orgánulos, que están contenidos y distribuídos en el citoplasma, desempeñan un papel específico en el metabolismo y las actividades de la célula, mostrando una división de trabajo más complicada.

Mitocondrias

Interior de una mitocondria 

Su tamaño, forma y localización varía de acuerdo al tipo de célula. Están constituídas por dos sistemas de membranas: la externa, es lisa y rodea por completo a la mitocondria, y la interna que posee unos pliegues llamados crestas. Además tiene una sustancia gelatinosa en su interior llamada matriz.

Las funciones y actividades de la mitocondria son:

• Oxidación respiratoria.
• Síntesis de sustancias que son precursoras de diversas síntesis.
• Intercambio de iones, electrones y moléculas entre la mitocondria y el hialoplasma.
• Síntesis de proteínas mitocondriales.

Las mitocondrias mediante enzimas, catalizan la oxidación de los elementos nutritivos de la célula. Durante estas oxidaciones se libera mucha energía química utilizada para producir ATP (adenosina trifosfatada). El ATP es la principal molécula portadora de energía, por lo que las mitocondrias son las fábricas de energía de la célula.

Retículo endoplasmático

Es una red compleja de canales de membrana. Los espacios formados entre estos canales se llaman cisternas, que se utilizan para el transporte de diversos productos a través de la célula, mayormente hacia el exterior. También sirven para el almacenamiento.

Retículo endoplasmático liso y rugoso

Existen dos tipos de retículo endoplasmático: el rugoso y el liso. En el rugoso están contenidos ribosomas, mientras que en el liso no. Los ribosomas del retículo se dedican a la biosíntesis de proteínas que se almacenan temporalmente en el retículo, luego éste las transporta al exterior cuando es necesario, construyendo su propia membrana.

El retículo endoplasmático desempeña un papel muy importante en la biosíntesis de los lípidos. El retículo liso contiene enzimas que sintetizan lípidos para ser segregados. Otra función del retículo liso es la destoxificación. En este orgánulo de algunas células especializadas ocurre la oxidación de productos tóxicos que llegan al organismo. Cuando estos productos son oxidados se vuelven solubles y de esta manera pueden ser eliminados por la célula. Algunos de estos productos tóxicos son: el tabaco, el alcohol, las drogas, los colorantes de comidas, edulcorantes y otros.

Ribosomas

Los ribosomas son orgánulos que se pueden encontrar sueltos en el citoplasma o contenidos en el retículo endoplasmático o en las mitocondrias. Son pequeños gránulos que actúan en la síntesis de proteínas de la propia célula.

Cuerpos de Golgi

Son orgánulos receptores que reciben productos celulares del retículo endoplasmático, los encapsulan, formando vesículas secretoras. Estas vesículas viajan hasta la membrana celular con la que se funde. Cuando esto ocurre, la vesícula se abre hacia el exterior vaciando su contenido fuera de la célula. Este proceso se conoce como exocitosis. Los cuerpos de Golgi se renuevan constantemente.

Lisosomas

Lisosoma: endocitósis y exocitosis

Contienen enzimas hidrolizantes, capaces de digerir o destruir proteínas, polisacáridos y lípidos mediante hidrólisis, cuando la célula no las necesita. 

Peroxisomas

Son orgánulos que poseen enzimas que forman y emplean el peróxido de hidrógeno (H2O2). El H2O2 es muy tóxico para la vida celular, por lo que el peroxisoma lo descompone en agua y oxígeno mediante la enzima catalasa. De ésta forma protege al resto de la célula de la acción destructiva del peróxido.

Nucléolo

Está localizado en el interior del núcleo. El nucléolo fabrica el ARN (ácido ribonucleico) de la célula y en él ocurre las primeras etapas de la síntesis de los ribosomas.

Estos son los orgánulos principales en una célula eucariota animal. Todos tienen una función importante para la célula y para el funcionamiento óptimo del organismo. 




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Nudibranquios: moluscos de belleza extraordinaria

Los nudibranquios son uno de los invertebrados marinos más bellos del mundo. Tienen una gran variedad de formas y son de mucho colorido, a diferencia de las nada coloridas babosas terrestres, de las cuales son parientes.

Características generales

Los nudibranquios son gasterópodos que se encuentran distribuidos generalmente en las aguas poco profundas de casi todos los mares del mundo. Son gasterópodos (significa vientre-gasteró y pie-podo) porque tienen una base viscosa que le permite moverse o arrastrarse, sobre las rocas o el suelo marino. 

También existen otras especies que son muy buenas nadadoras, las cuales tienen unos anchos lóbulos en los flancos (lados) que le dan la apariencia de alas. Estas son conocidas como mariposas de mar, porque parecen volar en el agua.

Estos moluscos tienen cuerpos blandos y flexibles sin caparazón, a diferencia de otros moluscos que sí tienen, como las almejas, los caracoles u ostras. Aunque algunas especies producen una sustancia de carbonato cálcico a modo de esqueleto. Su piel está cubierta de verrugas y de brillantes colores que le sirven de camuflaje o para disuadir a algún depredador.

Los nudibranquios respiran y obtienen el oxígeno del agua mediante unas branquias plumosas que brotan de su cuerpo. De ahí viene su nombre nudibranquios, que quiere decir "branquias desnudas". Estas branquias forman una corona de 9 ó más penachos retráctiles (que puede retraerse o esconderse en una cavidad del cuerpo).

Nudibranquio con su penacho de branquias
y con dos rinoporos

Estos vistosos animales tienen en su cabeza un par (en algunas especies pueden ser más) de tentáculos que reciben señales químicas de la cercanía de una posible presa. Estos tentáculos reciben el nombre de rinoporos. Los rinoporos son órganos olfativos que le permiten al animal percibir las sustancias disueltas en el agua y en época de reproducción encontrar otros miembros de la misma especie.

Defensas y adaptaciones

Estos animales tienen unas defensas y adaptaciones muy interesantes. En general, los nudibranquios utilizan sus brillantes colores para enviar un mensaje a los posibles depredadores de no acercarse. Muchas especies de estos moluscos se alimentan de criaturas tóxicas, haciendo suyas las células venenosas del animal. Esto le permite rechazar ataques enemigos con el uso de armas biológicas generadas por otros animales. Otras especies producen ácidos que le arrojan a sus atacantes.

Los ceratos con las células urticantes

Algunas especies de nudibranquios, particularmente las eolídidas, tienen unas prolongaciones en su cuerpo llamadas ceratos. Estos ceratos tienen en su punta células urticantes que el molusco utiliza para dispararle a los enemigos. Lo curioso de este mecanismo de defensa es que el nudibranquio no produce estas células. Las mismas provienen de animales que el nudibranquio ingiere; como anémonas, corales e hidroideos tóxicos. Cuando el molusco come de estos animales, guarda las células urticantes de los mismos en la punta de los ceratos. Como puede verse, este animal aprovecha y utiliza lo que obtiene de otros animales para su sistema de defensa. 

Alimentación

Lengua dentada (rádula) de los nudibranquios

Algunas especies de nudibranquios se alimentan de animales como esponjas, medusas, anémonas y otros nudibranquios; otras se alimentan de plantas o bacterias. La boca de estos animales varía de acuerdo a la especie. Unos poseen una rádula, es una lengua dentada (como si fuera una lima), para raspar y desprender el alimento adherido a las rocas. Otros tienen dientes como hojas para cortar a su presas, mientras en algunas especies su  boca está diseñada para absorber a sus presas. 

Nudibranquio

Una forma muy peculiar de alimentarse la han logrado algunas especies de nudibranquios. En algunos corales viven unas pequeñas plantas que producen su alimento a partir del dióxido de carbono y el agua, por acción de la luz solar. Cuando el nudibranquio se alimenta de este coral, ingiere estas plantas, conservándolas vivas en los ceratos. Cuando estas plantas producen su alimento el nudibranquio lo absorbe, alimentándose también. Como vemos es un animal muy ingenioso.

Reproducción y ciclo de vida 

Sustancia gelatinosa que contiene
los huevos de nudibranquios

Los nudibranquios poseen ambos órganos sexuales pero no se autofecundan. En el verano migran a aguas poco profundas donde ocurre el intercambio de huevos y esperma. Pueden poner unos 300,000 huevos enlazados en una cinta gelatinosa. Cuando los huevos eclosionan (rompen y salen del huevo) surge una pequeña larva que está un tiempo a la deriva. Esta larva tiene unos pliegues cubiertos de cilios (pelos) con los que se pueden mover y atrapar su alimento. Luego de varias semanas, su cuerpo absorbe los pliegues y el nudibranquio se hunde en el lecho marino donde pasa el resto de su vida como adulto. Estos animales que pueden alcanzar hasta un pie de longitud pueden vivir hasta 2 años dependiendo de la especie. 

Función del olor en los mamíferos

El olfato para la mayoría de los mamíferos es de vital importancia. Los olores proveen mucha información a estos animales, tanto así, que la vida o la supervivencia de la especie puede depender de su olfato.

Los olores: ¿cuál es su función?

Los olores son un medio de comunicación entre los animales. Pero... ¿qué dicen estos olores? Pueden decir: "zona restringida", "alejate de aquí", "peligro, depredador cerca", "estoy listo para el apareamiento", y un sinnúmero de mensajes que los animales saben interpretar.

Guepardo marcando territorio

Los olores proveen información, tanto a los animales de la misma especie, como a los de otra. A través del olfato los animales pueden: saber que tan lejos o tan cerca está un animal; hacia qué dirección se fue; la posición jerárquica que ocupa en la manada; reconocer a sus crías; inducir al apareamiento o la demarcación territorial de un individuo o una manada. También sirve para localizar una presa o para escapar de un depredador.

Los órganos olfativos

La nariz recoge las moléculas de aire cargadas de olor, llegando a las fosas olfativas, donde el olor es captado. Al fondo de las fosas olfativas se encuentra un tejido amarillo y húmedo (membrana olfativa) que atrapa y registra éstas moléculas, pasando la información al cerebro donde es interpretada. De esta forma el animal identifica un olor determinado.

Mientras más grande es ésta membrana olfativa, mejor es el olfato del animal. A modo comparativo, la membrana de un ser humano mide menos de una pulgada (2.54 cm) cuadrada, mientras que la de un perro mide hasta 23 pulgadas cuadradas (58.42 cm cuadrados). Por tal razón, la agudeza olfativa de un perro es muy superior a la de un ser humano.

¿Cómo los mamíferos diseminan sus olores?

Las marcas olorosas que dejan estos animales pueden ser diseminadas de diversas maneras. A través de la orina, de las heces fecales, y otros líquidos corporales como secreciones glandulares. Veamos algunos ejemplos.

• 

  Perro diseminando su orina

  Los perros y zorros marcan el territorio con su orina, la cual puede ser identificada por otros miembros de la especie. Esta marca indica quién y cuándo la dejó.
• El rastro que dejan los felinos es secretado por unas glándulas especiales localizadas en la cara. Además usan la orina para marcar territorio.

• 

  Mofeta lista para lanzar
  su líquido fétido

  Los ciervos y antílopes marcan su territorio frotando su cara en árboles y ramas, ya que segregan su olor desde unas glándulas cerca de los ojos.
• La mofeta y las zorrillas secretan un líquido pestilente para ahuyentar a los enemigos utilizando sus glándulas anales.

• 

  Gálago

  El gálago se frota los pies con orina para dejar el rastro por donde camina al buscar el alimento.
• Los hipopotamos y rinocerontes marcan su territorio con las heces fecales.
• En algunas especies los machos dominantes emiten un olor más fuerte que el resto de la manada para establecer su posición jerárquica.

• 

  Conejo marcando a la hembra

  Un conejo macho dominante marca su territorio con excrementos, mientras que a su pareja y a sus crías las marca con la secreción de una glándula de su mentón.

Este mundo complejo de información basado en los olores es necesario para muchas especies, aunque no para todas, ya que algunas especies dependen más de otros sentidos como la vista o el oído.

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Olor como estrategia reproductiva

El olor en los animales es importante para el proceso de reproducción. Estos olores son utilizados para atraer a una pareja al apareamiento. Pero los animales no son los únicos que usan este método de atracción. Las plantas también utilizan el olor para lograr atraer a insectos que le ayuden en la polinización.

¿Qué es la polinización?

La polinización es cuando el polen pasa de las estructuras masculinas (estambre) de la flor a las estructuras femeninas (estigma) para que comience el proceso reproductivo. Esto puede ocurrir de dos maneras distintas: autopolinización o polinización cruzada.

La autopolinización o autogamia es cuando el proceso ocurre en la misma flor. La polinización cruzada o alogamia es cuando el polen de una flor llega a otra de la misma especie por acción del viento o por la intervención de algún insecto. En la polinización cruzada si el polen de una flor llega a otra flor de la misma planta, se conoce como geitonogamia. Por otro lado, cuando el polen de la flor de una planta llega a la flor de otra planta de la misma especie, se conoce como xenogamia.

Partes de la flor 

Flores que atraen con su olor

Para muchas flores la fecundación es un problema, si no se cuenta con un agente polinizador. Por esta razón, algunas plantas han desarrollado un sistema para atraer a insectos específicos que le ayuden en ese proceso. Estas plantas utilizan el olor de forma seductora y engañosa, haciéndose irresistibles a los insectos que se acercan sin poder evitarlo, esperando obtener un beneficio que la mayoría de las veces no encuentran.

Sus pétalos parecen una abeja

La orquídea

Una de las plantas que utiliza el olor para propósitos reproductivos es la orquídea Ophrys scolopax. Esta ha desarrollado una técnica muy efectiva para atraer a la abeja silvestre, que es su agente polinizador. Esta orquídea ha sido tan ingeniosa (porque eso es ingenio, aunque sea una planta) que sus pétalos adoptan la forma del cuerpo belloso de la abeja hembra. 

Orquídia Ophrys scolopax

Para completar la estrategia, la orquídea emite un perfume que imita perfectamente el olor de la abeja hembra. Cuando la abeja macho percibe el olor, se aproxima a la flor, intenta aparearse con los pétalos creyendo que es la hembra. En este momento ya el cuerpo de la abeja ha recogido el polen de la flor, el cual será depositado en la próxima flor que logre seducir a la abeja.

La raflesia

La flor más grande del mundo

Otra planta que atrae con su olor es la raflesia. La raflesia es una planta parásita que produce la flor más grande del mundo. Puede llegar a medir aproximadamente unos 90 cm de diámetro con pétalos de hasta 3 cm de grosor. La especie que produce esta flor es la Rafflesia arnoldii.

Tamaño flor comparado con niños

A diferencia de la orquídea, la raflesia produce un desagradable y fétido olor como a carne en estado de descomposición, atrayendo así a las moscas que disfrutan de este manjar olfativo. Las moscas, como agente polinizador de la rafflesia, se aglomeran en la flor recogiendo el polen para transportarlo a la siguiente flor, contribuyendo así a la reproducción de esta planta.

Moscas en el centro de la flor 

Como hemos visto, las plantas por su imposibilidad de moverse para aparearse, han desarrollado unos mecanismos muy ingeniosos, logrando así que el proceso de reproducción sea posible.


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