La teoría celular, un pilar fundamental en biología, establece que los organismos vivos están compuestos por células, las cuales son la unidad básica de estructura y organización, y que todas las células provienen de células preexistentes. Esta teoría, formulada en el siglo XIX, ha sido clave para entender la vida en su nivel más elemental. Sin embargo, su aceptación universal ha sido cuestionada en tiempos recientes, especialmente con respecto a entidades como los virus, que algunos biólogos consideran organismos vivos aunque carezcan de células.

Origen y desarrollo de la célula

El origen de las células eucariotas, las más complejas, ha sido objeto de estudio y debate. La hipótesis predominante sugiere que ciertos procariotas evolucionaron en forma de grupos cooperativos, especializándose gradualmente hasta formar organismos completos. Se postula que un ancestro común, el protobionte, dotado de los elementos necesarios para la transcripción y traducción genética, dio origen a las primeras células procariotas, como Archaea y Bacterias.

A lo largo de la evolución celular, se han identificado etapas clave. Desde las primeras formas heterótrofas anaerobias, que dependían de compuestos orgánicos disponibles, hasta la evolución de la fotosíntesis, que permitió a algunas células producir sustancias orgánicas a partir de la fijación de CO2 y liberar oxígeno como subproducto. Las cianobacterias, especializadas en la fotosíntesis, desempeñaron un papel crucial en la transformación de la atmósfera terrestre.

Con el tiempo, las células desarrollaron mecanismos para aprovechar los recursos disponibles de manera más eficiente. Surgieron procesos de síntesis de compuestos básicos, como nucleótidos y aminoácidos, que dieron lugar a moléculas más complejas, como las proteínas, esenciales para la vida tal como la conocemos.

Otro aspecto que contribuye como promotor de planteamientos que ahora ya son teóricos y aplicables, es la consecución de mitocondrias que se basan en pruebas vestigiales muy relacionados al ADN y la construcción de proteínas, de ello se puede destacar la adopción endosimbiótica, teoría propuesta por Lynn Margulis.

Esta narrativa de la evolución celular destaca cómo las adaptaciones y la cooperación entre las primeras formas de vida condujeron a la diversificación y complejidad de los organismos vivos, sentando las bases para la diversidad biológica que observamos en la actualidad. La historia de la teoría celular es un testimonio fascinante de la búsqueda humana por comprender la esencia de la vida en su forma más elemental.

Observaciones y descubrimientos

La relación entre la materia viva y la célula es fundamental en biología, ya que abarca todos los preceptos que componen los organismos y su función en el ecosistema. La materia viva se distingue de la inerte por su capacidad para metabolizar y autoperpetuarse, atributos que se manifiestan a través de las estructuras celulares.

La observación de la estructura celular fue un hito en la historia de la biología. Robert Hooke, al examinar muestras de corcho bajo el microscopio, describió celdillas que comparó con las celdas de una colmena, acuñando así el término «célula». Anton van Leeuwenhoek, pionero en la morfología microscópica, realizó observaciones cruciales utilizando microscopios simples que él mismo fabricaba.

Posteriormente, científicos como Theodor Schwann y Jakob Schleiden identificaron la presencia de núcleos en células animales y vegetales, estableciendo los principios de la teoría celular, que afirmaban que todas las células provienen de células preexistentes. Pasteur, con sus experimentos sobre la multiplicación de microorganismos, contribuyó a la aceptación definitiva de esta teoría.

Santiago Ramón y Cajal unificó los tejidos del cuerpo en la teoría celular al demostrar que el tejido nervioso está compuesto por células individuales, impulsando la doctrina de la neurona. Su trabajo, en colaboración con Camillo Golgi, revolucionó la comprensión del sistema nervioso.

Además, se identificaron características y propiedades de los seres vivos, como nivel de organización, nutrición, crecimiento, diferenciación, señalización química, respuesta a estímulos, evolución y autorregulación.

El desarrollo de la microscopía y técnicas de tratamiento celular permitieron avances significativos, como la clasificación de las células en bacterias y arqueas por Carl Woese basado en la capacidad de realizar actividades genómicas. Woese se centró en el ARN ribosómico 16s, una secuencia presente en todos los seres vivos, para rastrear cambios evolutivos en los organismos.

En conjunto, estos avances sentaron las bases para la comprensión moderna de la biología celular, revelando la complejidad y la unidad fundamental de todos los organismos vivos a través de la célula.

Concepto contemporáneo

El concepto moderno de teoría celular se basa en tres principios fundamentales:

1. Todos los seres vivos están formados por células: Desde bacterias hasta organismos multicelulares, todas las formas de vida están compuestas por células o por productos de secreción celular. La célula es la unidad estructural básica de la materia viva, y en algunos casos, una célula puede constituir un organismo completo.
2. Las funciones vitales ocurren dentro de las células: Todas las funciones esenciales para la vida tienen lugar dentro de las células o en su entorno cercano, reguladas por sustancias que las células secretan. Cada célula es un sistema abierto único que intercambia materia y energía con su entorno. Una célula puede llevar a cabo todas las funciones vitales necesarias para mantener la vida, lo que implica que una célula puede constituir un ser vivo unicelular.
3. Todas las células proceden de células preexistentes: Este principio, conocido como «Omnis cellula e cellula», establece que todas las células provienen de células procariotas preexistentes, ya sea por división celular o por generación de una célula madre. Esto implica que las células son la unidad de origen de todos los seres vivos, desde las células procariotas más primitivas hasta las células eucariotas más complejas. Además, este principio sustenta la homología entre células procariotas y eucariotas, indicando que las células procariotas fueron las primeras formas de vida en este mundo y las más primitivas.