Teoría Celular

El gran avance inicial de la Biología, la teoría celular, surgió tras 200 años de trabajo. En 1665 Robert Hooke utilizó un microscopio muy simple para estudiar la estructura del corcho (tejido de la corteza) de un roble. El instrumento aumentaba los objetos sólo 30 veces (×30), pero permitió a Hooke ver algo extraordinario: en el corcho observó pequeños compartimentos similares a poros que eran invisibles para el ojo humano. Estas estructuras se llamaron células.

 Poco después de que Hooke publicara sus resultados, Anton van Leeuwenhoek consiguió fabricar microscopios mucho más potentes, algunos capaces de lograr hasta 300 aumentos. Con estos instrumentos, Leeuwenhoek estudió muestras de agua de un estanque y realizó las primeras observaciones de organismos unicelulares.También observó y describió la estructura de las células sanguíneas humanas y los espermatozoides. En la década de 1670, un investigador, que estudiaba las hojas y los tallos de las plantas con un microscopio, concluyó que estas estructuras, grandes y complejas, están compuestas de muchas células individuales. A principios del siglo XIX se habían reunido las pruebas suficientes para que un biólogo declarara que todos los organismos están compuestos por células. Pero desde entonces, los biólogos han desarrollado microscopios que son decenas de miles de veces más potentes

¿Estan compuestos por células todos los organismos?

Los organismos más pequeños conocidos son bacterias que apenas miden 200 nanómetros de diámetro, o 200 mil millonésimas partes de un metro. Se necesitarían 5.000 organismos de los mencionados, en fila, para llegar a un milímetro. Ésta es la distancia entre las marcas más pequeñas de una regla métrica. Por el contrario, las secuoyas pueden medir más de 100 metros de altura, lo que equivale a un edificio de 20 plantas. No obstante, las bacterias y las secuoyas están compuestas por el mismo ladrillo básico: la célula. Las bacterias consisten en una única célula; las secuoyas están compuestas por muchas células. Los biólogos se han visto sorprendidos por la diversidad y la complejidad de las células a medida que los avances en la

microscopía han permitido estudiar células con más aumentos. Sin embargo, la conclusión básica establecida en el siglo XIX se mantiene intacta: hasta donde se sabe, todos los organismos están compuestos por células. Hoy en día, la célula se define como un compartimento muy organizado rodeado de una estructura delgada y flexible llamada membrana plasmática, y que contiene sustancias químicas concentradas en una solución acuosa. Las reacciones químicas que sustentan la vida tienen lugar dentro de las células. La mayoría de éstas también pueden reproducirse mediante división, de hecho, copiándose a sí mismas. El descubrimiento de que todos los organismos están compuestos por células fue muy importante, pero sólo constituía la primera parte de la teoría celular. Además de saber de qué están hechos los organismos, los científicos querían conocer cómo se producen las células.

¿De donde vienen las celulas?

La mayor parte de las teorías científicas tienen dos componentes: el primero describe un modelo del mundo natural, mientras que el segundo identifica un mecanismo o proceso que es el responsable de crear el modelo. Hooke y sus colegas científicos habían enunciado el componente de modelo de la teoría celular. En 1858, Rudolph Virchow añadió el componente de proceso al declarar que todas las células surgen de células preexistentes. La teoría celular completa, entonces, se puede enunciar así: todos los organismos están hechos de células, y todas las células provienen de células previas. Esta afirmación suponía una amenaza directa a la explicación dominante, llamada «generación espontánea». En ese momento, la mayoría de los biólogos creía que los organismos surgen espontáneamente bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, se pensaba que las bacterias y los hongos que echan a perder alimentos, como la leche o el vino, aparecían motu proprio en esos medios ricos en nutrientes: llegaban a la vida a partir de materia no viva. La generación espontánea era una hipótesis, una explicación propuesta.

La hipótesis de que todas las células surgen de otras células, por el contrario, mantenía que las células no llegan a la vida de forma espontánea, sino que se producen cuando otras células crecen y se dividen. Los biólogos suelen utilizar teoría para las explicaciones propuestas para modelos generales de la naturaleza, e hipótesis para las explicaciones a preguntas más concretas. Poco después de que se publicara la hipótesis de que todas las células surgen de otras células, Louis Pasteur se propuso comprobar sus predicciones experimentalmente. Una predicción es algo que puede medirse y que debe ser correcto si la hipótesis es válida. Pasteur quería determinar si podrían surgir microorganismos espontáneamente en un caldo de nutrientes, o bien si sólo aparecen cuando el caldo se expone a una fuente de células. Para estudiar el problema, creó dos grupos experimentales: un caldo que no estaba expuesto a una fuente de células, y otro que sí lo estaba. La hipótesis de la generación espontánea predecía que las células aparecerían en ambos grupos. La hipótesis de que todas las células surgen de otras células predecía que sólo aparecerían células en el experimento expuesto a una fuente de células. (En La Figura) muestra el diseño experimental de Pasteur. Se puede observar que los dos tratamientos son idénticos en todos los aspectos excepto en uno. Ambos utilizaban matraces de cristal llenos de la misma cantidad del mismo caldo de nutrientes. Los matraces se hirvieron durante el mismo tiempo para matar todos los organismos vivos, como bacterias u hongos. Pero como el matraz dibujado en la Figura 1 tenía el cuello recto, estaba expuesto a células después de la esterilización por calor. Estas células previas son las bacterias y los hongos que se adhieren a las partículas de polvo del aire. Podían caer al caldo de nutrientes porque el cuello del matraz era recto. Por el contrario, el matraz de la Figura 1.2b tenía un largo cuello de cisne. Pasteur sabía que el agua se condensaría

en el cayado del cuello de cisne después de hervir, y que esta agua atraparía a todas las bacterias y los hongos que penetraran con las partículas de polvo. Así pues, el matraz de cuello de cisne estaba aislado de todas las fuentes de células incluso aunque siguiera estando expuesto al aire. El diseño experimental de Pasteur fue eficaz porque sólo existía una diferencia entre los dos tratamientos, y porque la diferencia era el factor que se estaba poniendo a prueba (en este caso, la exposición del caldo a células presentes). Si entiendes este concepto, deberías ser capaz de identificar los problemas que surgirían si hubiera puesto distintos tipos de caldo en los dos grupos, hervido durante tiempos diferentes, o utilizado un matraz de porcelana en un caso y un matraz de cristal en el otro. ¿Y los resultados de Pasteur? Como muestra la Figura 1.2, el matraz expuesto a células se llenó rápidamente de bacterias y hongos. Esta observación fue importante porque demostró que la esterilización mediante calor no había alterado la capacidad del caldo de sustentar el cultivo, y porque apoyaba la hipótesis de que el cultivo empezaba con células ya existentes. Pero el caldo del matraz de cuello de cisne permanecía estéril. Incluso dejando el matraz durante meses, no aparecían organismos. Como los datos de Pasteur eran contrarios a las predicciones de la hipótesis de la generación espontánea, los resultados persuadieron a la mayoría de los biólogos de que la hipótesis de que todas las células surgen de otras células era la correcta. El éxito del componente de proceso de la teoría celular tuvo una implicación muy importante: si todas las células nacen de células preexistentes, se deduce que todos los individuos de una población de organismos unicelulares están relacionados por un ancestro común. Del mismo modo, en un individuo multicelular como tú, todas las células presentes descienden de células previas, hasta llegar a un óvulo fertilizado. Un óvulo fertilizado es una célula creada por la fusión de un espermatozoide y un óvulo, células formadas en los individuos de la generación precedente. De este modo, todas las células de un organismo multicelular están vinculadas por un ancestro común. La segunda gran teoría fundadora de la Biología es similar, en esencia, a la teoría celular. También resultó publicada el mismo año que la hipótesis de que todas las células nacen de otras células. Fue la comprensión, alcanzada de forma independiente por Charles Darwin y Alfred Russel Wallace, de que todas las especies (todos los tipos identificables y distintos de organismos) están relacionadas por ancestros comunes.

Gracias por visitarnos :)