Matthias Schleiden | Theodor Schwann

Necesidad de energía

Para profundizar en la constitución de los seres vivos es imprescindible entender la teoría celular enunciada por Matthias Schleiden (1804-1881) y Theodor Schwann (1810-1882).

La Teoría Celular I

La teoría celular de Matthias Schleiden y Theodor Schwann señala un rasgo común para todos los seres vivos:

Todos los seres vivos están compuestos por células y por productos elaborados por ellas.

Aunque la idea de que la célula es el "átomo" de la vida nos parezca evidente, su importancia y la dificultad de su descubrimiento son parejas a la dificultad del descubrimiento de la existencia de átomos en química, y marca un cambio de paradigma en la manera de concebir la vida.

La teoría celular se basó en los adelantos realizados mediante los aparatos de observación debidos inicialmente a Robert Hooke (1635-1703) y a Antoni Van Leeuwenhoek (1632-1723). Hooke construyó cientos de microscopios. Los más avanzados estaban formados por dos lupas combinadas como ocular y objetivo (microscopio compuesto). Aunque con ellos llegó a alcanzar 250 aumentos, eran preferibles los de una sóla lente, como los que construyó van Leeuwenhoek, ya que presentaban menos aberración cromática. Con esos instrumentos consiguieron descubrir infusorios (aquellas células o microorganismos que tienen cilios u otras estructuras de motilidad para su locomoción en un medio líquido), bacterias, o la existencia de capilares en la membrana interdigital de las ranas.

Ahora sabemos que tanto los paramecios como los organismos superiores están formados por una o más células, almacenan y transportan la energía, duplican su material genético y utilizan la información que ese material contiene para sintetizar proteínas siempre de la misma forma. Todos estos procesos, que están presentes en todas las células, son los que forman la maquinaria de la vida.

Para entender la Teoría Celular, es conveniente estudiar primero la constitución y funcionamiento de una célula. Si se trata de una célula del tipo de las denominadas eucariotas, ésta está formada por el protoplasma y el núcleo.

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        Microscopio de Leeunwenhoek, de un sola lente (datado de entre 1901 y 1930 en Leyden, Holanda).
Microscopio de Leeunwenhoek, de un sola lente (datado de entre 1901 y 1930 en Leyden, Holanda).

El término protoplasma, fue utilizado por primera vez en 1838 por el fisiólogo checo Jan Evangelista Purkinje (1787-1869) al poco tiempo de enunciarse la teoría celular. La palabra protoplasma significa en griego "lo primero que se forma" y lo empleó para referirse a la vida que existe en un huevo. La acepción actual se la debemos a Hugo von Mohl (1805-1872), que utilizó el mismo término en 1846 para designar la materia gelatinosa que existe dentro de toda célula. Unos años después, en 1860, Max J. S. Schulze demostró que el protoplasma presenta características similares en todos los tipos de células, sean estas vegetales o animales, de organismos unicelulares o complejos.

El protoplasma (término hoy en desuso) está formado por varias sustancias en estado coloidal (agua, sales, proteínas, azúcares y lípidos -grasas-). El protoplasma se subdivide en dos partes: el citoplasma y el carioplasma. El citoplasma ocupa desde la membrana celular hasta el núcleo y es el lugar donde ocurre el metabolismo celular. El carioplasma, ó líquido intranuclear, es el sitio en donde ocurre el metabolismo de los ácidos nucleicos.

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        Dibujos de células animales al microscopio hechos por Schwann en 1839.
Dibujos de células animales al microscopio hechos por Schwann en 1839.

En 1831 el botánico escocés Robert Brown (1773-1857) estudió las hojas de orquídeas y descubrió que todas las células presentaban una mancha oscura en su interior. Aunque ya se había ilustrado antes esta parte de las céulas, fue Brown quien, intuyendo la importancia de este orgánulo, lo llamó núcleo, indicando que era la parte más importante de la célula. Casi cien años después este término fue usado con el mismo significado para designar la parte más pesada del átomo.

En griego el núcleo o meollo de una nuez se designa con el nombre de karion, por lo cual se denominaron eukariotas (células con un núcleo verdadero) a las células que poseían un núcleo, para diferenciarlas de las que no lo tienen, a las cuales se denominó prokariotas.

A mediados del siglo XIX los químicos empezaron a utilizar tintes sintéticos, e inmediatamente emplearon estos tintes en las preparaciones destinadas a observarse al microscopio. Se vio que las diferentes partes de las células se teñían con pigmentos específicos, lo que permitió descubrir muchos componentes de la célula que hasta entonces habían permanecido ocultos por ser transparentes a la luz.

En 1878 el biólogo alemán Walter Fleming (1843-1905) descubrió que se podían teñir unas estructuras existentes en el interior del núcleo y llamó cromatina a la materia que forma dichas estructuras. Como las células de la preparación morían al teñirse y en una preparación existían células en muy diferentes etapas de crecimiento y división, Fleming pudo estudiar estas etapas y comprender cómo evoluciona la vida de la célula. Al comenzar el proceso de división celular, la cromatina forma una especie de hilos que se denominan, con mucha lógica, cromosomas (cuerpos coloreados) y Fleming llamó al proceso de división celular mitosis, una palabra griega que significa hilo.

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En 1887 el biólogo belga Édouard van Beneden (1846-1910) contó el número de cromosomas de células de diferentes especies y llegó a la conclusión de que el número de cromosomas es una característica de la especie. Todas las células humanas tienen 46 cromosomas. También descubrió que los espermatozoides y los óvulos tienen la mitad de cromosomas que las células normales y dedujo que así, al unirse, conservaban en la descendencia todos sus cromosomas, con lo que recuperaban el número característico de la especie.

Tanto Fleming como van Beneden comprendieron que eran los cromosomas del huevo los que determinaban las características del animal que se iba a formar, pero no podían saber el mecanismo por el que lo hacían.

Ya por entonces se empezó a llamar citoplasma al conjunto de protoplasma y orgánulos que están comprendidos entre el núcleo y la pared o membrana celular, y se empezaron a estudiar estos orgánulos.

Así, en 1898, el biólogo alemán Carl Benda (1857-1932) descubrió las mitocondrias, lo que en griego significa hilos de cartílago. Ahora sabemos que son los órganos que se encargan de la obtención de energía a partir de azúcar y oxígeno. y Ese mismo año Golgi descubrió el complejo que lleva su nombre.

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