Reino Moneras: Procatriotas.

Introducción.

Los procariotas son seres vivos cuyas células carecen de núcleo, es decir, no existe un núcleo definido. Se trata de un grupo muy primitivo. Carecen de sistemas de endomembrana, es decir, no tienen retículo endoplásmico; tampoco mitocondrias bien definidas. Ni cromatóforos, es decir, estructuras donde se encuentren encerrados los pigmentos fotosintéticos o sintetizadores.

No realizan mitosis ni meiosis (o al menos no de la misma manera que los eucariotas). El ADN está en forma libre en el citoplasma.

Se denominan genéricamente protistas. Didácticamente se suelen dividir en dos grandes grupos (no se trata de una división sistemática):

• Bacterias.
• Algas azules o cianofíceas.

Son seres unicelulares que en ocasiones se unen entre si para formar falsos filamentos. Se trataría de un tipo de organización: grupos de organismos que aunque no están emparentados entre ellos concuerdan por las características de su organización; siendo estas características tanto externas (organización y niveles de organización) como internas (anatómicas, citológicas).

Bacterias.

Las bacterias y las algas azules son dos grupos de organización diferentes que no están emparentados; pero concuerdan en algunas cosas.

Las bacterias son siempre unicelulares, muy pequeñas; morfológicamente se parecen mucho unas a otras. Se suelen organizar en cinco grupos:

• Cocos: esféricos y aislados.
• Sarcinos: agrupamientos de cuatro cocos, pudiendo aumentar a ocho o a dieciséis. Las células son independientes.
• Bacilos: células alargadas con los extremos redondeados.
• Vibrion: se trata de una variación de los bacilos. Se trata de bacilos curvados, en forma de coma.
• Espirilos: se trata de otra variación de los bacilos. Son baciliformes espirales, enrollados.

Las células tienen una estructura bastante sencilla. Están rodeadas por una cápsula que le confiere resistencia y que impide el ataque de productos antibacterianos. También posee alrededor una pared celular compuesta por heteropolímeros. En el interior se encuentra el citoplasma, con ribosomas (síntesis de proteínas), el ADN en forma de nucleoide, gránulos de grasa que les permiten acumular lípidos, gránulos de otras sustancias, como polifosfatos, etc.

En ocasiones, partiendo de la pared celular, nacen filamentos largos móviles llamados flagelos. La función de los flagelos es protectora, de movimiento y ayuda a la reproducción sexual.

Esquema de una bacteria.

Las bacterias se nutren de formas distintas dependiendo si son autótrofas o heterótrofas. Las heterótrofas deben capturar el alimenta ya fabricado. Las autótrofas aprovechan el nitrógeno atmosférico.

Esquema de una Bactería.

Reproducción bacteriana.

Las bacterias carecen de procesos de mitosis y meiosis. Tienen unos sistemas de multiplicación asexual vegetativos por bipartición y por formación de esporas.

La bipartición es un sistema rápido y sencillo en el cual la bacteria duplica su ADN y se parte por la mitad.

Bipartición.

La formación de esporas es algo más complejo; una espora es una célula que puede tener una supervivencia más o menos larga y que por germinación puede dar lugar a un individuo exactamente igual al progenitor.

En las bacterias se trata siempre de endoesporas, es decir, esporas que se forman dentro de la bacteria. Solo formarán esporas los bacilos, vibrios y espirilos.

El proceso de formación comienza con la duplicación del ADN (todo o una parte) y posterior encapsulación de una de las moléculas de ADN, primero con una envuelta de membrana; posteriormente es expulsada al exterior rodeada por una cápsula; estas esporas expulsadas pueden crecer, hacerse de mayor tamaño.

Se trata de un proceso menos frecuente que la bipartición y que se produce normalmente cuando las condiciones del ambiente se vuelven extremas.

Formación de esporas.

Las bacterias no tienen reproducción en sentido estricto; por eso se habla de parasexualidad. Es importante destacar que, aunque todos los vegetales tiene capacidad de reproducirse sexualmente, este tipo de reproducción es muy costosa, mientras que la reproducción vegetativa es energéticamente económica (a partir de una célula, obtenemos un individuo). Pero la reproducción vegetativa, al generar individuos exactamente iguales a los progenitores, no permite cambios de genotipo o fenotipo que puedan hacer frente a cambios en el medio.

Por eso las bacterias tienen mecanismos de intercambio de material genético, que al no poder definirse exactamente como reproducción sexual, se definen como parasexualidad.

Existen tres tipos de procesos parasexuales:

• Conjugación.
• Trasducción.
• Transformación.

Para la conjugación se requiere de la existencia de dos bacterias. Se forma entre las dos un tubo hueco que traspasa la pared celular de ambas células, pasando el ADN de una célula a la otra; la célula que se queda sin ADN lógicamente morirá; la otra adquirirá el doble de la dotación genética.

Conjugación en bacterias.

Para la transducción es necesaria la intervención o ayuda de un virus bacteriófago. 

El virus inserta su ADN en el ADN bacteriano; al replicarse y salir de la célula se pueden mezclar parte del ADN bacteriano con el ADN viral. Al atacar a otra bacteria e insertarse en su ADN, insertará por lo tanto también una parte del ADN de la primera bacteria atacada. Si la segunda bacteria es resistente a la expresión del virus, no permitiendo la formación de fagos, se quedará con la información del virus y de la otra bacteria dentro de su ADN.

Transducción.

El último mecanismo es la transformación. Una bacteria, al morir, libera su ADN y este es incorporado por otra bacteria por un proceso de fagocitosis. De esta forma esta segunda bacteria tendrá ADN propio y el ADN de la bacteria que había muerto. Es un mecanismo importante en la lucha contra enfermedades, ya que bacterias infecciosas muertas pueden pasar parte de su ADN a bacterias inofensivas volviéndolas de este modo patógenas.

Transformación.

Clasificación de las bacterias.

Las bacterias se dividen en dos grandes grupos o divisiones:

División Archerobacterias: son más primitivas. Son productoras de metano, halófilas (requieren sales para su desarrollo, concentraciones de al menos el 12% de cloruro sódico), termoacidófilas (suelen vivir a temperaturas de entre 60 y 80º C y pH de entre 1 y 3). Las vainas que rodean a los falsos filamentos están constituidas por proteínas y pseudomureínas.

División Eubacterias: viven en muchos medios, no poseyendo características halófitas, ni termoacidófilas, ni producen metano. En su pared no hay pseudomureína, sino mureíana; y su pared no presenta proteínas. Hay dos grandes grupos de Eubacterias:

• Gram Positivas: se colorean con la tinción Gram. El retículo de mureína es muy grueso; el colorante Gram no se elimina con el lavado, tiñéndose de color azul. Son las únicas que forman endoesporas.
• Gram Negativas: no reaccionan a la tinción Gram. El retículo de mureína es delgado, la tinción Gram es eliminada mediante el lavado.

 Las bacterias son muy importantes a muchos niveles. Gran parte de las reacciones de fermentación (de muchos tipos) son llevadas a cabo por bacterias.

Algas cianofíceas o algas verdeazuladas. (Esqiozoficias o Mixoficeas).

Se trata de un grupo próximo a las bacterias. Constituyen la división Cyanphyta y la clase de las Cianophyceas.

Morfológicamente se dividen en los siguientes grupos:

• Células aisladas.
• Células metidas en una vaina:

                Células unidas sin ningún orden.

                Células unidas con alguna forma definida.

• Pseudofilamentos.

                 Sin ramificar.

                 Ramificados:

                         Con falsas ramas.

                         Con ramas auténticas.

En cualquier caso las células mantienen su individualidad y pueden vivir por si solas sin ningún problema.

Las células que forman filamentos pueden tener células diferenciadas, bien en los extremos del filamento o en su interior, denominadas heterocistos. Son células de paredes gruesas, carentes de pigmentos y que presentan una o dos invaginaciones de la pared hacia adentro (generalmente una invaginación cuando están al final y dos invaginaciones cuando están en el centro, correspondiendo las invaginaciones a las zonas donde se ponen en contacto con otras células).

Heterocisto

El heterocisto tiene una triple función:

• Cuando se encuentra en el centro del filamento se la llama macilio y permite que el filamento se parta y se separe en dos.
• Contribuye a la fijación de nitrógeno.
• Su contenido celular se divide en dos para formar dos nuevos individuos y nuevos falsos filamentos.

En las cianofíceas no se conoce reproducción sexual. La vegetativa se hace por macridios, heterocistos o acinetos (esporas).

Los acinetos son quistes, son órganos de pervivencia. Cuando el individuo muere, el acineto soporta condiciones extremas y se reproduce cuando las condiciones mejoran. Presentas unas estructuras peculiares, con paredes muy gruesas y tienen un metabolismo que les permite reducir al mínimo su actividad vital cuando no se encuentran enganchados al filamento.

Las cianofíceas se dividen en dos subclases:

• Cianofíceas con acinetos.
• Cianofíceas sin acinetos.

Alguna cianofíceas presentan simbiosis con otros seres vivos, es decir, viven en común con otros seres vivos con aprovechamiento común el uno del otro.

Uno de los ejemplos es la sincianosis, que tiene lugar entre una cianofícea endocelular (se le denomina cianele) y un rizópodo del género Paulinella. El rizópodo le da a la cianele protección y elementos para realizar la fotosíntesis. La cianele le da al rizópodo nitrógeno y otros productos.

Simbiosis entre cianofíceas y rizópodos.

Otra simbiosis se da entre el helecho acuático del género Azolla y las cianofíceas. Las cianofíceas se cobijan en la hoja y reciben protección; a cambio, le aportan al helecho nitrógeno y otros productos.

Simbiosis entre pteridófitos (helecho Azolla) y cianofíceas.

También se producen entre plantas superiores, por ejemplo del género Cicaceas (Cycos) y cianofíceas del género Anabeas. En este caso las Anabeas se ponen en las raíces.

Por último también se dan simbiosis entre cianofíceas y hongos. La unión que se forma entre una cianofícea y un hongo se denomina liquen. El que da la forma externa al liquen es el hongo.

En cuanto a la fisiología y ecología de las cianofíceas, normalmente se trata de organismos fotoautótrofos, aunque podemos encontrarnos con organismos heterótrofos (una minoría, que generalmente pueden transformarse en autótrofos en determinadas condiciones). Vivirán fijando nitrógeno atmosférico; necesitarán sales minerales y luz. Su hábitat más común son las aguas salobres (ni saladas ni dulces) y el mar. Aunque existen cianofíceas que soportan condiciones extremas: las podemos encontrar en los hielos, en aguas termales (a temperaturas de 70- 80º C), en aguas sulfuradas. Algunas son organismos planctónicos (viven en el plancton). Muy pocas son bentónicas (seres vivos ligados al sustrato).

En grandes concentraciones algunas son tóxicas para peces; por ejemplo, Oscilatoria rubens, cuya proliferación hace que los productos que vierte contaminen el agua.

Proclorófitos.

Se ha descubierto un grupo de seres vivos, denominados Proclorófitos, que son antecesores de las algas verdes o clorofíceas. Constituyen una división. No se ha descrito ninguna clase o familia. Son unicelulares, procariotas y poseen dos tipos de clorofila (cosa que no ocurre con algas unicelulares y bacterias), clorofila de tipo A y B. Son los únicos que poseen clorofila B. Carecen de Ficobilinas y en la mayoría de los caos no viven aislados, sino en simbiosis con otros animales marinos, como Ascidias (animales unicelulares). Su origen parece que está relacionado con las cianofíceas marinas de hace cien millones de años.  Adquirieron la capacidad de fabricar clorofila B y dejaron de fabricar ficobilinas.

Existen tres posibles orígenes para los proclorófitos.