Los niveles de organización biológica y ecológica de los seres vivos

Los niveles de organización biológica y ecológica de los seres vivos

Dr. Arcadio Monroy Ata

e-mail: arcadiom@servidor.unam.mx

¿Cómo está organizado el mundo vivo? Comprender la estructura y funcionalidad de los organismos permite diseñar planes de manejo de recursos naturales renovables y ver el esqueleto determinista de la biosfera vestido de formas y colores aparentemente casuales.

¿Qué son los niveles de organización de los seres vivos?

Todos los objetos, sistemas, elementos

y partículas del universo conocido están organizados en niveles jerárquicos de complejidad creciente. Por ejemplo, los átomos están conformados por protones, neutrones y electrones, los cuales, a su vez están constituidos por partículas subatómicas como los quarks, leptones, mesones y otras; los átomos se vinculan con otros átomos, iguales o diferentes, para formar moléculas como el agua, que es el resultado de la unión de dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Las moléculas, a su vez, reaccionan con otras moléculas para conformar moléculas más grandes y de mayor complejidad estructural.

El mundo vivo ha seguido el mismo patrón de conformación de estructuras desde la aparición de la vida en nuestro planeta, hace unos cuatro mil millones de años (la Tierra tiene una edad de cuatro mil quinientos millones de años). En efecto, el origen de la vida terrestre surge a partir de la evolución química de moléculas nucleadas por el carbono, las cuales llegaron a conformar el llamado “mundo del RNA” (ácido ribonucleico, por sus siglas en inglés). La molécula de RNA tiene tres características que son esenciales en los sistemas vivos: a) código de información, que permite conservar estructuras de una generación a la siguiente, b) actividad catalítica, similar a la catálisis de las enzimas constituidas por proteínas en el metabolismo del mundo vivo actual, y c) maquinaria reproductiva, es decir, que se puede duplicar para generar una réplica igual o muy semejante (si ocurre alguna mutación) al modelo original.

Asimismo, las moléculas de RNA ya tienen las características necesarias para que opere la Selección Natural: a) variabilidad b) reproducibilidad y c) heredabilidad. Esto permite la evolución hacia sistemas cada vez más eficientes en las funciones que desempeñan.

De acuerdo a lo anterior, el objetivo de este documento es explicar la conformación de los niveles de organización ecológica de los seres vivos. Como la ecología es la ciencia que estudia la interacción de los organismos entre sí y con su medio ambiente, las escalas que comprende la organización ecológica del mundo vivo son supra-individuales, es decir entre el individuo y la biosfera (el conjunto de todos los seres vivos del planeta).

Conformación de los niveles de organización biológica

Los niveles de organización representan el grado de complejidad estructural de un sistema. En la naturaleza, estos niveles están relacionados entre sí de manera jerárquica: un nivel se conforma con elementos del nivel precedente hasta constituir un sistema en el que aparecen propiedades o cualidades nuevas (llamadas propiedades emergentes) propias de este conjunto. Normalmente se requiere alcanzar un número determinado de elementos para conformar la “masa crítica” del nivel siguiente. Por ejemplo, un conjunto de 8 individuos no conforma una población, pero si conviven 800 individuos en un área particular, entonces aparecen características que son exclusivas de la población y no del individuo, como la estructura de edades y de sexos, la tasa de natalidad y de reproducción, la curva de sopervivencia (o de mortalidad), etc.

La segunda ley de la dialéctica de Hegel menciona la transición de lo cuantitativo hacia lo cualitativo, en el sentido de que al conformarse un conjunto de elementos llega un punto en el que el conjunto adquiere cualidades nuevas, es decir, el nuevo sistema es más que la suma de los elementos que lo constituyen. Aquí aplica la regla: “la escala crea el fenómeno”.

La estructuración secuencial de los niveles de organización hace que éstos estén concatenados (anidados) uno con otro. Asimismo, la estructura vertical de los niveles de organización permite que un nivel determinado establezca las bases del nivel superior siguiente y que la estructura y función de un nivel particular pueda ser explicada más fácilmente desde el nivel de organización precedente o anterior.

También, se ha establecido la hipótesis de que los niveles de organización surgen en dimensiones fractales específicas. Esto significa que como los objetos de la naturaleza no tienen dimensiones enteras (no hay líneas rectas) sino fraccionarias (entre 0 y 1, 1 y 2 ó entre 2 y 3), su arreglo geométrico sigue reglas de estructuración basadas en la iteración (repetición y acumulación) de una propiedad o característica, lo que facilita la comunicación vertical entre niveles de organización, mediante la resonancia entre estructuras similares, pero agrupadas en escalas distintas (por ejemplo entre una hoja de árbol, una rama, un conjunto de ramas y el árbol entero).

Cuadro 1. Los niveles de organización biológica

Nivel Definición Propiedades

emergentes Ejemplos

Individuo Organismo que se distingue de otros por sus características particulares crecimiento

reproducción pino, oyamel,

ardilla, humano

Población Conjunto de individuos interfértiles

que coexisten en un mismo hábitat densidad

tipo de distribución conjunto de encinos

población de conejos

Comunidad Conjunto de poblaciones que viven en una misma área al mismo tiempo diversidad

dominancia bosque de pino-encino

arrecife coralino

Paisaje Conjunto de comunidades que coexisten en un mismo territorio heterogeneidad

conectividad bosque-lago-cultivos

pastizal-río-granjas

Región Conjunto de paisajes que interactuan en una misma unidad fisiográfica dinámica hídrica

balance de nutrimentos Cuenca del Valle de México

Cuenca del río Balsas

Bioma Conjunto de asociaciones de flora, fauna, hongos y microorganismos que coexisten determinados por un mismo tipo de clima tipo de vegetación

formas de vida selva tropical

zonas áridas

Biósfera El conjunto de todos los seres vivos del planeta bioclima

autorregulación atmosférica los seres vivos de la geósfera, hidrósfera y atmósfera

Cuadro 2. Relación entre estructura y función en los niveles de organización biológica

Nivel de organización Estructuras características Funciones básicas

Biomolécula Biopolímeros y enzimas Andamiaje y catálisis

Organelo Citoestructuras (encapsuladas

...