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Organismo unicelular
Valonia ventricosa , una especie de alga con un diámetro que varía típicamente de 1 a 4 centímetros (0,39 a 1,57 pulgadas) se encuentra entre las especies unicelulares más grandes.

Un organismo unicelular , también conocido como organismo unicelular , es un organismo que consta de una sola célula , a diferencia de un organismo multicelular que consta de múltiples células. Los organismos unicelulares se dividen en dos categorías generales: organismos procariotas y organismos eucariotas . Todos los procariotas son unicelulares y se clasifican en bacterias y arqueas . Muchos eucariotas son multicelulares, pero muchos son unicelulares, como protozoos , algas unicelulares y hongos unicelulares.. Se cree que los organismos unicelulares son la forma de vida más antigua, con las primeras protocélulas que posiblemente surgieron hace 3.8 a 4 mil millones de años. [1] [2]

Aunque algunos procariotas viven en colonias , no son células especializadas con funciones diferentes. Estos organismos viven juntos y cada célula debe llevar a cabo todos los procesos de la vida para sobrevivir. Por el contrario, incluso los organismos multicelulares más simples tienen células que dependen unas de otras para sobrevivir.

La mayoría de los organismos multicelulares tienen una etapa de ciclo de vida unicelular. Los gametos , por ejemplo, son unicélulas reproductoras de organismos multicelulares. [3] Además, la multicelularidad parece haber evolucionado de forma independiente muchas veces en la historia de la vida.

Algunos organismos son parcialmente unicelulares, como Dictyostelium discoideum . Además, los organismos unicelulares pueden ser multinucleados , como Caulerpa , Plasmodium y Myxogastria .

Hipótesis evolutiva [ editar ]

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(hace millones de años )

Las protocélulas primitivas fueron las precursoras de los organismos unicelulares actuales. Aunque el origen de la vida sigue siendo en gran parte un misterio, en la teoría que prevalece actualmente, conocida como la hipótesis del mundo del ARN , las primeras moléculas de ARN habrían sido la base para catalizar las reacciones químicas orgánicas y la autorreplicación. [4]

La compartimentación era necesaria para que las reacciones químicas fueran más probables, así como para diferenciar las reacciones con el entorno externo. Por ejemplo, una ribozima replicadora de ARN temprana puede haber replicado otras ribozimas replicadoras de diferentes secuencias de ARN si no se mantiene separada. [5] Estas células hipotéticas con un genoma de ARN en lugar del genoma de ADN habitual se denominan " riboceldas " o "ribocitos". [4]

Cuando los anfifilos, como los lípidos, se colocan en agua, las colas hidrofóbicas (que temen al agua) se agregan para formar micelas y vesículas , con los extremos hidrofílicos (que aman el agua) mirando hacia afuera. [2] [5] Es probable que las células primitivas usaran vesículas de ácidos grasos autoensambladas para separar las reacciones químicas y el medio ambiente. [5] Debido a su simplicidad y capacidad para autoensamblarse en agua, es probable que estas simples membranas fueran anteriores a otras formas de moléculas biológicas tempranas. [2]

Procariotas [ editar ]

Los procariotas carecen de orgánulos unidos a la membrana, como las mitocondrias o un núcleo . [6] En cambio, la mayoría de los procariotas tienen una región irregular que contiene ADN, conocida como nucleoide . [7] La mayoría de los procariotas tienen un cromosoma circular único, que contrasta con los eucariotas, que normalmente tienen cromosomas lineales. [8] Nutricionalmente, los procariotas tienen la capacidad de utilizar una amplia gama de material orgánico e inorgánico para su uso en el metabolismo, incluidos azufre, celulosa, amoníaco o nitrito. [9] Los procariotas en su conjunto son omnipresentes en el medio ambiente y también existen en ambientes extremos.

Bacterias [ editar ]

Estromatolitos modernos en Shark Bay, Australia Occidental. Un estromatolito puede tardar un siglo en crecer 5 cm. [10]

Las bacterias son una de las formas de vida más antiguas del mundo y se encuentran prácticamente en todas partes de la naturaleza. [9] Muchas bacterias comunes tienen plásmidos , que son moléculas de ADN cortas, circulares y autorreplicantes que están separadas del cromosoma bacteriano. [11] Los plásmidos pueden portar genes responsables de nuevas habilidades, siendo la resistencia a los antibióticos de importancia crítica en la actualidad. [12] Las bacterias se reproducen predominantemente asexualmente a través de un proceso llamado fisión binaria . Sin embargo, alrededor de 80 especies diferentes pueden sufrir un proceso sexual denominado transformación genética natural . [13] La transformación es un proceso bacteriano para transferir ADN de una célula a otra y aparentemente es una adaptación para reparar el daño del ADN en la célula receptora. [14] Además, los plásmidos se pueden intercambiar mediante el uso de un pilus en un proceso conocido como conjugación . [12]

Las cianobacterias fotosintéticas son posiblemente las bacterias más exitosas y cambiaron la atmósfera primitiva de la tierra oxigenándola. [15] Los estromatolitos , estructuras formadas por capas de carbonato de calcio y sedimentos atrapados que quedan de las cianobacterias y las bacterias comunitarias asociadas, dejaron extensos registros fósiles. [15] [16] La existencia de estromatolitos da un registro excelente en cuanto al desarrollo de cianobacterias, que están representadas en el Archaean (hace 4 mil millones a 2.5 mil millones de años), Proterozoico (hace 2.5 mil millones a 540 millones de años) y Fanerozoico (Hace 540 millones de años hasta la actualidad) eones.[16] Gran parte de los estromatolitos fosilizados del mundo se pueden encontrar en Australia Occidental . [16] Allí se han encontrado algunos de los estromatolitos más antiguos, algunos que datan de hace unos 3.430 millones de años. [dieciséis]

El envejecimiento clonal ocurre naturalmente en las bacterias y aparentemente se debe a la acumulación de daño que puede ocurrir incluso en ausencia de factores estresantes externos. [17]

Archaea [ editar ]

Una comunidad que habita en el fondo que se encuentra en las profundidades del Ártico europeo. [18]

Los respiraderos hidrotermales liberan calor y sulfuro de hidrógeno , lo que permite que los extremófilos sobrevivan gracias al crecimiento quimiolitotrófico . [19] Las arqueas son generalmente similares en apariencia a las bacterias, de ahí su clasificación original como bacterias, pero tienen diferencias moleculares significativas más notables en su estructura de membrana y ARN ribosómico. [20] [21] Al secuenciar el ARN ribosómico, se encontró que las Archaea probablemente se separaron de las bacterias y fueron las precursoras de los eucariotas modernos, y en realidad están más relacionadas filogenéticamente con los eucariotas. [21] Como sugiere su nombre, Archaea proviene de una palabra griega archaios, que significa original, antiguo o primitivo. [22]

Algunas arqueas habitan en los entornos biológicamente más inhóspitos de la tierra, y se cree que de alguna manera imitan las condiciones tempranas y duras a las que probablemente estuvo expuesta la vida. Ejemplos de estos extremófilos arcaicos son los siguientes:

  • Termófilos , temperatura óptima de crecimiento de 50 ° C-110 ° C, incluidos los géneros Pyrobaculum , Pyrodictium , Pyrococcus , Thermus aquaticus y Melanopyrus . [23]
  • Psicrófilos , temperatura óptima de crecimiento inferior a 15 ° C, incluidos los géneros Methanogenium y Halorubrum . [23]
  • Alcalifilos , pH óptimo de crecimiento superior a 8, incluido el género Natronomonas . [23] [24]
  • Acidófilos , pH óptimo de crecimiento inferior a 3, incluidos los géneros Sulfolobus y Picrophilus . [23] [25]
  • Los piezófilos (también conocidos como barófilos ) prefieren altas presiones de hasta 130 MPa, como los ambientes oceánicos profundos, incluidos los géneros Methanococcus y Pyrococcus . [23]
  • Los halófilos crecen de manera óptima en altas concentraciones de sal entre 0,2 M y 5,2 M de NaCl , incluidos los géneros Haloarcula , Haloferax , Halococcus . [23] [26]

Los metanógenos son un subconjunto significativo de arqueas e incluyen muchos extremófilos, pero también son omnipresentes en ambientes de humedales, así como en los rumiantes y el intestino posterior de los animales. [27] Este proceso utiliza hidrógeno para reducir el dióxido de carbono en metano, liberando energía en la forma utilizable de trifosfato de adenosina . [27] Son los únicos organismos conocidos capaces de producir metano. [28] En condiciones ambientales estresantes que causan daño al ADN , algunas especies de arqueas se agregan y transfieren ADN entre las células. [29] La función de esta transferencia parece ser reemplazar la información de la secuencia de ADN dañada en la célula receptora por información de la secuencia no dañada de la célula donante. [30]

Eucariotas [ editar ]

Las células eucariotas contienen orgánulos unidos a la membrana, como mitocondrias, un núcleo y cloroplastos . Las células procariotas probablemente se convirtieron en células eucariotas hace entre 2.0 y 1.4 mil millones de años. [31] Este fue un paso importante en la evolución. A diferencia de los procariotas, los eucariotas se reproducen mediante mitosis y meiosis . El sexo parece ser un atributo omnipresente, antiguo e inherente de la vida eucariota . [32] La meiosis, un verdadero proceso sexual, permite la reparación recombinacional eficiente del daño del ADN [14] y una mayor variedad de diversidad genética mediante la combinación del ADN de los padres seguido de la recombinación.. [31] Las funciones metabólicas en eucariotas también están más especializadas al dividir procesos específicos en orgánulos.

La teoría endosimbiótica sostiene que las mitocondrias y los cloroplastos tienen orígenes bacterianos. Ambos orgánulos contienen sus propios conjuntos de ADN y tienen ribosomas similares a bacterias. Es probable que las mitocondrias modernas fueran alguna vez una especie similar a Rickettsia , con la capacidad parasitaria de entrar en una célula. [33] Sin embargo, si las bacterias fueran capaces de respirar, habría sido beneficioso para la célula más grande permitir que el parásito viviera a cambio de energía y desintoxicación de oxígeno. [33] Los cloroplastos probablemente se convirtieron en simbilantes a través de un conjunto similar de eventos, y es muy probable que sean descendientes de cianobacterias. [34]Si bien no todos los eucariotas tienen mitocondrias o cloroplastos, las mitocondrias se encuentran en la mayoría de los eucariotas y los cloroplastos se encuentran en todas las plantas y algas. La fotosíntesis y la respiración son esencialmente opuestas entre sí, y el advenimiento de la respiración junto con la fotosíntesis permitió un acceso mucho mayor a la energía que la fermentación sola.

Protozoos [ editar ]

Paramecium tetraurelia , un ciliado, con surco oral visible

Los protozoos se definen en gran medida por su método de locomoción, incluidos flagelos , cilios y pseudópodos . [35] Si bien ha habido un debate considerable sobre la clasificación de los protozoos causada por su gran diversidad, en un sistema hay actualmente siete phyla reconocidos bajo el reino Protozoa: Euglenozoa , Amoebozoa , Choanozoa sensu Cavalier-Smith, Loukozoa , Percolozoa , Microsporidia y Sulcozoa . [36] [37] Los protozoos, como las plantas y los animales, pueden considerarse heterótrofos o autótrofos.[33] Los autótrofos como Euglena son capaces de producir su energía mediante la fotosíntesis, mientras que los protozoos heterótrofos consumen alimentos canalizándolos a través de una garganta con forma de boca o envolviéndolos con pseudópodos, una forma de fagocitosis . [33] Mientras que los protozoos se reproducen principalmente asexualmente, algunos protozoos son capaces de reproducirse sexualmente. [33] Los protozoos con capacidad sexual incluyen las especies patógenas Plasmodium falciparum , Toxoplasma gondii , Trypanosoma brucei , Giardia duodenalis y Leishmania . [14]

Ciliophora , o ciliados, es un grupo de protistas que utilizan cilios para la locomoción. Los ejemplos incluyen Paramecium , Stentors y Vorticella . [38] Los ciliados son muy abundantes en casi todos los entornos donde se puede encontrar agua, y los cilios laten rítmicamente para impulsar al organismo. [39] Muchos ciliados tienen tricocistos , que son orgánulos en forma de lanza que se pueden descargar para atrapar presas, anclarse o para defenderse. [40] [41] Los ciliados también son capaces de reproducirse sexualmente y utilizan dos núcleos exclusivos de los ciliados: un macronúcleo para el control metabólico normal y unmicronúcleo que sufre meiosis. [40] Ejemplos de estos ciliados son Paramecium y Tetrahymena que probablemente emplean la recombinación meiótica para reparar el daño del ADN adquirido en condiciones estresantes.

Los Amebozoa utilizan pseudópodos y flujo citoplasmático para moverse en su entorno. Entamoeba histolytica es la causa de la disentería amebiana. [42] Entamoeba histolytica parece ser capaz de producir meiosis . [43]

Algas unicelulares [ editar ]

Una imagen de microscopio electrónico de barrido de una diatomea

Las algas unicelulares son autótrofas vegetales y contienen clorofila . [44] Incluyen grupos que tienen especies tanto multicelulares como unicelulares:

  • Euglenophyta , algas flageladas, en su mayoría unicelulares, que se encuentran a menudo en agua dulce. [44] A diferencia de la mayoría de las otras algas, carecen de paredes celulares y pueden ser mixotróficas (tanto autótrofas como heterótrofas). [44] Un ejemplo es Euglena gracilis .
  • Clorofita (alga verde), principalmente algas unicelulares que se encuentran en el agua dulce. [44] Las clorofitas son de particular importancia porque se cree que están más estrechamente relacionadas con la evolución de las plantas terrestres. [45]
  • Diatomeas , algas unicelulares que tienen paredes celulares silíceas. [46] Son la forma más abundante de algas en el océano, aunque también se pueden encontrar en agua dulce. [46] Representan alrededor del 40% de la producción marina primaria del mundo y producen alrededor del 25% del oxígeno del mundo. [47] Las diatomeas son muy diversas y comprenden alrededor de 100.000 especies. [47]
  • Dinoflagelados , algas unicelulares flageladas, algunas blindadas con celulosa . [48] ​​Los dinoflagelados pueden ser mixotróficos y son las algas responsables de la marea roja . [45] Algunos dinoflagelados, como Pyrocystis fusiformis , son capaces de bioluminiscencia . [49]

Hongos unicelulares [ editar ]

Imagen de microscopio electrónico de transmisión de Ogataea polymorpha en ciernes

Los hongos unicelulares incluyen las levaduras . Los hongos se encuentran en la mayoría de los hábitats, aunque la mayoría se encuentran en tierra. [50] Las levaduras se reproducen a través de la mitosis, y muchas usan un proceso llamado gemación , donde la mayor parte del citoplasma es retenido por la célula madre. [50] Saccharomyces cerevisiae fermenta los carbohidratos en dióxido de carbono y alcohol, y se utiliza en la elaboración de cerveza y pan. [51] S. cerevisiae también es un organismo modelo importante, ya que es un organismo eucariota que es fácil de cultivar. Se ha utilizado para investigar el cáncer y las enfermedades neurodegenerativas , así como para comprender el ciclo celular .[52] [53] Además, la investigación con S. cerevisiae ha jugado un papel central en la comprensión del mecanismo de recombinación meióticay la función adaptativa de la meiosis . Candida spp . son responsables de la candidiasis , que causan infecciones de la boca y / o garganta (conocidas como aftas) y la vagina (comúnmente llamadas infecciones por hongos). [54]

Organismos unicelulares macroscópicos [ editar ]

La mayoría de los organismos unicelulares son de tamaño microscópico y, por tanto, se clasifican como microorganismos . Sin embargo, algunos protistas y bacterias unicelulares son macroscópicos y visibles a simple vista. [55] Los ejemplos incluyen:

  • Brefeldia maxima , un moho de lodo , se han reportado ejemplos de hasta un centímetro de espesor con una superficie de más de un metro cuadrado y un peso de alrededor de 20 kg [56]
  • Los xenophyophores , protozoos del phylum Foraminifera , son los ejemplos más grandes conocidos, con Syringammina fragilissima alcanzando un diámetro de hasta 20 cm (7,9 pulgadas) [57]
  • Numulita , foraminíferos
  • Valonia ventricosa , un alga de la clase Chlorophyceae , puede alcanzar un diámetro de 1 a 4 cm (0,4 a 2 pulgadas ) [58] [59]
  • Acetabularia , algas
  • Caulerpa , algas, [60] pueden crecer hasta 3 metros de largo [61]
  • Gromia sphaerica , ameba, 5 a 38 mm (0,2 a 1 pulgada) [61]
  • Thiomargarita namibiensis es la bacteria más grande, alcanzando un diámetro de hasta 0,75 mm.
  • Epulopiscium fishelsoni , una bacteria
  • Stentor , ciliados apodados animálculos de trompeta

Ver también [ editar ]

  • Abiogénesis
  • Reproducción asexual
  • Organismo colonial
  • Individualidad en biología
  • Organismos más grandes
  • Modularidad en biología
  • Organismo multicelular
  • Reproducción sexual
  • Superorganismo

Referencias [ editar ]

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