Organización celular, biodiversidad y avances de la biotecnología

Esta lección es parte de Temario de Ciencias de Zapandí (Noveno año) Lección 17 de 21

Por Andrea del Carmen actualizado el 27 de octubre de 2026 12 min de lectura

Un colibrí, un árbol de mango, un hongo y una persona están hechos de células, pero son muy distintos, y parte de esa diferencia está en cómo se organizan sus células. En esta lección vas a repasar los niveles de organización de los seres pluricelulares, a relacionarlos con la biodiversidad de Costa Rica y a conocer avances científicos que trabajan con células, tejidos y genes: la biotecnología, los organismos transgénicos, el genoma humano, la terapia génica, los trasplantes, las células madre, los antibióticos y la nanotecnología, con sus beneficios y sus riesgos.

Definición

Los niveles de organización de un ser pluricelular van de lo simple a lo complejo: las células semejantes forman tejidos; varios tejidos distintos forman un órgano, que cumple una función especial; varios órganos forman un sistema, y todos los sistemas juntos forman el organismo.

De la célula al organismo#

El programa de formación SEER del Instituto Nacional del Cáncer de Estados Unidos define así los niveles del cuerpo humano: las células son las unidades más simples de materia viva capaces de mantener la vida y reproducirse; un tejido es la organización de muchas células semejantes con la sustancia que hay entre ellas; un órgano es la organización de varios tipos de tejido que, juntos, cumplen una función especial, y los sistemas son los componentes más complejos del cuerpo.

Nivel	Ejemplo en una persona	Ejemplo en una planta
Célula	Célula muscular del corazón	Célula del parénquima de una hoja
Tejido	Tejido muscular cardíaco	Parénquima que hace la fotosíntesis
Órgano	Corazón	Hoja
Sistema	Sistema circulatorio	Sistema conductor: xilema y floema de raíz, tallo y hojas
Organismo	Una persona	Un árbol de mango

Para que las células se agrupen en tejidos tienen que especializarse. Según el Instituto Nacional de Investigación del Genoma Humano (NHGRI) de Estados Unidos, una célula madre puede formar muchos de los distintos tipos de células del cuerpo: al dividirse, origina más células madre u otras células que realizan funciones especializadas. Además, las células de un tejido deben unirse entre sí y comunicarse.

El programa propone una analogía: así como las personas se organizan en familias, comunidades y gobiernos locales para enfrentar problemas cada vez más complejos, las células se organizan en tejidos, órganos y sistemas. Cada nivel logra cosas que el anterior no podría hacer solo.

La organización celular y la biodiversidad#

No todos los seres vivos se organizan igual. Las bacterias, muchas algas microscópicas y los protozoos viven como una sola célula. Las plantas tienen células con pared rígida que forman tejidos firmes, capaces de sostener un tronco. Los animales tienen células sin pared, que forman tejidos flexibles y músculos para moverse. La mayoría de los hongos están formados por filamentos de células. Si todas las células se agruparan de la misma forma, habría muchas menos formas de vida: la variedad en la organización celular es una de las bases de la biodiversidad.

Costa Rica es un buen ejemplo. El resumen del Sexto Informe Nacional del país ante el Convenio sobre la Diversidad Biológica (2018), preparado por el MINAE, el SINAC, la CONAGEBIO y el FONAFIFO, trae una tabla con datos de 2015 que suma 121 693 especies conocidas en el país en los principales grupos de seres vivos: el 6,57 % de las 1 853 299 especies que esa misma tabla cuenta en el mundo para esos grupos. La tabla incluye líquenes, plantas vasculares, invertebrados y vertebrados; no da cifras de musgos, de los demás hongos ni de bacterias. Agrupando sus cifras:

Grupo	Especies registradas en Costa Rica (2015)
Plantas vasculares	9500
Líquenes	1337
Invertebrados (insectos, moluscos, crustáceos y otros)	107 523
Vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos)	3333
Total	121 693

Ejemplo. ¿Qué porcentaje de las especies registradas son vertebrados y qué porcentaje son invertebrados?

Solución. Vertebrados: 3333 ÷ 121 693 × 100 ≈ 2,74 %, menos de 3 de cada 100 especies. Invertebrados: 107 523 ÷ 121 693 × 100 ≈ 88,36 %, casi 9 de cada 10. Los animales con esqueleto interno, los más visibles, son una parte pequeña de la biodiversidad conocida.

Otros documentos oficiales dan una cifra menor. La Estrategia Nacional de Biodiversidad 2016-2025 cifra en 95 157 las especies registradas en el país al 2015, alrededor del 5 % de las conocidas en el mundo, que eran unos dos millones en 2005. Las dos cifras son de especies conocidas, no estimadas; la diferencia está en cómo se armó cada lista. La Estrategia cita el V Informe Nacional (2014), cuya cifra se basaba en los registros del INBio: unas 94 753 especies en 2013. El Sexto Informe, en cambio, sumó grupo por grupo los datos de varias fuentes y de expertos consultados, y dividió entre otro total mundial. Por eso, al citar cuántas especies tiene Costa Rica, hay que decir de qué informe sale la cifra.

Biotecnología, transgénicos y genoma humano#

La biotecnología usa seres vivos, sus células o sus moléculas para obtener productos o servicios. Es antigua, como la fermentación del pan o del queso, y es moderna, como la ingeniería genética, que modifica directamente los genes.

El NHGRI define un organismo modificado genéticamente como una planta, un animal o un microbio en cuyo genoma se hicieron uno o más cambios, por lo general mediante ingeniería genética, para alterar sus características. Se pueden introducir, ampliar o eliminar genes dentro de una especie, entre especies o incluso entre reinos. Entre sus usos menciona producir insulina humana, producir bebidas fermentadas y dar a los cultivos resistencia a los pesticidas. Cuando el gen viene de otra especie, se habla de organismo transgénico.

En Costa Rica, según el resumen del Sexto Informe Nacional (2018), los cultivos transgénicos autorizados se siembran para producir semillas de exportación (algodón y soya) y para investigación (maíz, piña, banano, plátano, arroz y tiquizque), y el consumo nacional de productos transgénicos se da por la importación de granos. Los permisos los otorga una unidad del Servicio Fitosanitario del Estado, con base en el dictamen de la Comisión Técnica Nacional de Bioseguridad.

El genoma es, según el NHGRI, el conjunto completo de instrucciones del ADN de una célula; en el ser humano consta de 23 pares de cromosomas en el núcleo y de un pequeño cromosoma en las mitocondrias. El Proyecto Genoma Humano, una colaboración internacional que se llevó a cabo de 1990 a 2003, lo mapeó y secuenció por primera vez y compartió sus datos de forma abierta. Ese conocimiento abrió el camino a la terapia génica, que usa uno o más genes para tratar, prevenir o curar una enfermedad, por ejemplo, agregando copias sanas de un gen dañado. Se ha usado contra enfermedades hereditarias, como la hemofilia y la anemia de células falciformes, y contra trastornos adquiridos, como la leucemia.

Trasplantes, células madre y antibióticos#

Según MedlinePlus, de la Biblioteca Nacional de Medicina de Estados Unidos, en un trasplante de órganos se extrae un órgano de otra persona, viva o fallecida, y se coloca en el cuerpo del paciente para reemplazar uno que falla. Se trasplantan, entre otros, corazón, riñón, hígado, pulmón, páncreas e intestino. Un riesgo es el rechazo: el cuerpo del receptor no acepta el órgano nuevo. Para reducirlo, los médicos buscan que donante y receptor sean compatibles, y la persona trasplantada debe tomar medicamentos por el resto de su vida.

Las células madre interesan a la medicina porque pueden convertirse en distintos tipos de células. Las embrionarias, que vienen de embriones en sus primeras etapas, son pluripotentes: según los Descriptores en Ciencias de la Salud (DeCS) de BIREME, centro de la OPS, pueden dar lugar a la mayoría de los tipos de células, pero no a todos los que se necesitan para el desarrollo de un feto. Las adultas, según el NHGRI, solo forman ciertos tipos de células especializadas.

Los antibióticos son, según MedlinePlus, medicamentos que combaten las infecciones causadas por bacterias en personas y animales; no funcionan contra las infecciones por virus, como el resfriado o la gripe. Su uso innecesario favorece la resistencia: las bacterias cambian y dejan de responder al antibiótico. La penicilina salió de la biodiversidad: según la revista Emerging Infectious Diseases de los CDC, en 1928 Alexander Fleming notó que un moho que había contaminado uno de sus cultivos hacía que las bacterias cercanas se destruyeran; el moho era del género Penicillium, y de él viene el nombre de la penicilina.

Nanotecnología y cibernética#

Según la Iniciativa Nacional de Nanotecnología de Estados Unidos, la nanotecnología es la comprensión y el control de la materia a escala nanométrica, en dimensiones de aproximadamente 1 a 100 nanómetros. Un nanómetro es la milmillonésima parte de un metro. A esa escala, los materiales pueden tener propiedades distintas de las que muestran en tamaños mayores.

Ejemplo. Una bacteria mide unos 2 micrómetros (µm) de largo. Si 1 µm = 1000 nm, ¿cuántos nanómetros mide? ¿Está dentro de la escala de la nanotecnología?

Solución. 2 × 1000 = 2000 nm. Como la escala de la nanotecnología va de 1 a 100 nm, la bacteria es 2000 ÷ 100 = 20 veces más grande que el límite superior de esa escala. Las piezas de la célula, como sus moléculas, sí están en la escala nanométrica.

La cibernética estudia cómo se controlan y se comunican los sistemas, tanto en los seres vivos como en las máquinas: cómo el sistema nervioso regula el cuerpo y cómo una máquina puede regularse a sí misma. Ese conocimiento se aplica, por ejemplo, en prótesis que responden a las señales del cuerpo y en robots.

Beneficios y riesgos para la biodiversidad#

El programa pide argumentar los posibles beneficios y riesgos de estos avances. Algunos puntos para analizar:

Avance	Posibles beneficios	Riesgos o preocupaciones
Organismos transgénicos	Cultivos resistentes a los pesticidas; producción de insulina humana	El informe nacional reconoce una creciente polémica internacional sobre su cultivo y consumo, y una de las metas de la Estrategia Nacional de Biodiversidad es fortalecer la capacidad de evaluar y prevenir sus riesgos
Antibióticos	Curan infecciones bacterianas	La resistencia de las bacterias cuando se usan sin necesidad
Trasplantes	Salvan vidas cuando un órgano falla	El rechazo y la necesidad de medicamentos de por vida

Hay algo en lo que todos estos avances coinciden: dependen de la diversidad de la vida. La penicilina salió de un moho, y cada especie que desaparece puede llevarse genes y sustancias que nadie ha estudiado. Por eso conservar la biodiversidad también es conservar posibilidades para la ciencia.

Ponte a prueba#

¿Cuál es el orden de los niveles de organización de un ser pluricelular, de lo más simple a lo más complejo?#

El orden es célula, tejido, órgano, sistema y organismo. Las células semejantes forman tejidos; varios tejidos distintos forman un órgano que cumple una función especial, como el corazón o la hoja; varios órganos forman un sistema, como el circulatorio, y todos los sistemas juntos forman el organismo completo, como una persona o un árbol.

¿Por qué el Sexto Informe Nacional y la Estrategia Nacional de Biodiversidad dan cifras distintas de especies de Costa Rica?#

Las dos cuentan especies conocidas, con datos al 2015, pero armaron la lista de distinta forma. La Estrategia, que cita el V Informe y su base en los registros del INBio, llega a 95 157, alrededor del 5 % del total mundial. El Sexto Informe suma grupo por grupo datos de varias fuentes y de expertos: 121 693 especies, el 6,57 % del total mundial de su tabla. Por eso hay que decir de qué informe sale cada cifra.

¿Por qué los antibióticos no sirven para curar un resfriado?#

Porque los antibióticos combaten infecciones causadas por bacterias, y el resfriado lo causan virus. Según MedlinePlus, los antibióticos no funcionan contra las infecciones virales. Tomarlos sin necesidad no cura el resfriado y, además, favorece que las bacterias se vuelvan resistentes, es decir, que cambien y dejen de responder al medicamento cuando de verdad se necesite.

¿Qué es un organismo modificado genéticamente y para qué se usa?#

Según el NHGRI, es una planta, un animal o un microbio en cuyo genoma se hicieron uno o más cambios, por lo general con ingeniería genética, para alterar sus características. Se usan, por ejemplo, para producir insulina humana, para fabricar bebidas fermentadas y para dar a los cultivos resistencia a los pesticidas. Si el gen viene de otra especie, el organismo se llama transgénico.

¿Cuántos nanómetros mide una célula de 10 micrómetros y está en la escala de la nanotecnología?#

Como 1 micrómetro equivale a 1000 nanómetros, 10 micrómetros son 10 × 1000 = 10 000 nm. La nanotecnología trabaja con dimensiones de aproximadamente 1 a 100 nm, así que esa célula es 10 000 ÷ 100 = 100 veces más grande que el límite superior de esa escala. Sus moléculas, en cambio, sí son de escala nanométrica.