Los seres vivientes necesitan energía para cumplir sus funciones vitales; es decir, necesitan energía para crecer, para reproducirse, para moverse, etc. En el caso del crecimiento, también necesitan disponer de materia orgánica para formar nuevas células.
Clasificación de acuerdo a su alimentación
- Autótrofos: Son capaces de producir sus propios alimentos a partir de sustancias sencillas.
- Heterótrofos: Los que obtienen la materia orgánica a expensas de otros seres vivientes.
El metabolismo celular
Es el conjunto de reacciones bioquímicas que ocurren dentro de las células de cualquier organismo viviente, ya sea con ganancia o pérdida de energía. La finalidad del metabolismo celular es:
- Transformar las sustancias químicas provenientes del exterior celular en sustancias químicas más sencillas utilizables por la célula.
- Obtener energía química a partir de las sustancias nutritivas que sirven de combustible.
- Utilizar la materia orgánica con el fin de que la célula pueda obtener la energía necesaria para realizar sus funciones vitales.
- Sintetizar materia orgánica más compleja a partir del ATP y sustancias químicas utilizables por la célula.
Fases del metabolismo
- Catabolismo: Se refiere a todos aquellos procesos de degradación de moléculas que pueden provenir de los propios depósitos celulares o del exterior.
- Anabolismo: Se refiere a todos aquellos procesos de construcción o biosíntesis gracias a los cuales, a partir de precursores sencillos, la célula sintetiza sus componentes (proteínas, ácidos nucleicos, lípidos, etc.). La energía necesaria para la realización de estos procesos es derivada de la contenida en las moléculas ATP.
La fotosíntesis y la respiración celular se complementan
Los organismos autótrofos son capaces, con la ayuda de la energía solar y a través de la función fotosintética, de transformar el H2O y el CO2 que toman del ambiente en materia orgánica (azúcares).
La materia orgánica y el oxígeno son aprovechados por vegetales y animales en la respiración celular, con el fin de obtener la energía necesaria para vivir.
La energía, en cambio, no se recicla en nuestro planeta como lo hace la materia. Ella llega al planeta como energía solar, sufre una serie de transformaciones al realizar en cada caso toda una serie de trabajos y poco a poco se va liberando en forma de calor.
El proceso fotosintético
Con el nombre de fotosíntesis se designa el proceso por el cual los vegetales toman H2O y CO2 del ambiente y lo transforman en glucosa y oxígeno. Para que este proceso se realice se requiere luz. Este proceso se produce gracias a un pigmento verde al cual los vegetales deben su color, este pigmento es la clorofila. En otras con pigmentación roja son los carotenos y pigmentación amarilla las xantofilas. La clorofila generalmente se encuentra en los cloroplastos, son unos orgánulos especializados que se encuentran en las hojas o en el tallo.
Etapas de la fotosíntesis
- Etapa lumínica: Constituye la primera fase del proceso. Durante esta etapa, la clorofila capta la energía lumínica, se excita y produce la fotólisis del agua. Este proceso separa al agua de sus elementos constituyentes.
- Etapa oscura: El CO2 es utilizado por una serie de enzimas que se encuentran en el estroma de los cloroplastos y se convierte en glucosa.
El ciclo de Calvin
La serie de reacciones que ocurren para que se sintetice glucosa en el estroma de los cloroplastos constituye en conjunto lo que se conoce como ciclo de Calvin. Tiene tres fases:
- Fijación de dióxido de carbono a compuestos orgánicos al reaccionar con un compuesto llamado ribulosa 1,5-difosfato.
- Síntesis de azúcares a partir del CO2 ya fijado.
- Regeneración de la ribulosa 1,5-difosfato, para que continúe el ciclo de Calvin.
Proceso de respiración: respiración en los organismos
En general, los seres vivientes toman oxígeno del medio que los rodea, ya sea del que forma parte del aire atmosférico o del aire que está disuelto en el agua.
Respiración celular
Al llegar a la célula, el oxígeno se incorpora a ella por simple difusión. Una vez en la célula, esta lo utiliza para liberar la energía contenida en los nutrientes.
- Las reacciones anaeróbicas: La glucosa puede ser degradada en ausencia de oxígeno por ciertos organismos, como algunas bacterias de aguas estancadas, para producir ATP.
- Respiración celular aeróbica: Es un conjunto de reacciones metabólicas que tienen por objeto liberar la energía contenida en la glucosa para ser aprovechada por la célula. A diferencia de la fermentación, la respiración celular aeróbica ocurre en presencia de oxígeno y degrada los nutrientes hasta convertirlos en dióxido de carbono, agua y energía en forma de ATP.
- Glucólisis: Se lleva a cabo en el citoplasma de las células. Consiste en una serie de reacciones muy parecidas a la fermentación en las que la glucosa se va degradando gradual y secuencialmente, hasta llegar a la formación de un compuesto de tres carbonos, el ácido pirúvico.
- Formación de acetil coenzima A: Producido por el proceso glucolítico, entra a la matriz mitocondrial, donde sufre descarboxilación y forma el compuesto Acetil-CoA.
- Ciclo de Krebs: Siempre en la matriz mitocondrial, el acetil-CoA entra luego al ciclo de Krebs para degradarse en forma de tres moléculas de NADH, una molécula de FADH2, una molécula de GTP y dos moléculas de CO2.
- Cadena respiratoria: Los compuestos NADH y FADH2, producidos previamente, entran a la cadena de transporte electrónico llamada cadena respiratoria, donde son oxidados por el oxígeno. El NAD y el FAD se regeneran y se produce ATP y agua.
Los bosques tropicales y la deforestación
Los bosques tropicales constituyen la mayor reserva de vida terrestre del planeta. Los bosques tropicales son los ecosistemas más ricos y diversos en especies, muchas de ellas aún desconocidas por la humanidad.
Principales causas de la deforestación
El principal problema que enfrentan las selvas en el mundo actual es la deforestación, es decir, la pérdida de superficies cubiertas por árboles. Año tras año se pierde gran cantidad de bosques tropicales debido a la tala de árboles, lo cual se debe a muchos factores, todos relacionados con la acción humana. Una de las más importantes es la agricultura. Otras actividades humanas que causan el deterioro de los grandes bosques tropicales son:
- El comercio de la madera.
- Las explotaciones ganaderas.
- Las grandes obras de ingeniería.