Un organismo pluricelular es un ser vivo formado por muchas células que trabajan de manera coordinada, con funciones diferentes, para mantenerlo con vida. A diferencia de los organismos unicelulares, en los que una sola célula realiza todas las funciones necesarias para sobrevivir, los organismos pluricelulares están formados por numerosas células. Algunos tienen apenas unas pocas miles, mientras que otros, como los seres humanos, están formados por billones de células. En los animales, las plantas y los hongos pluricelulares, estas células son eucariotas, es decir, poseen un núcleo que contiene el material genético y diversos orgánulos especializados. Sin embargo, conviene hacer una precisión: no todos los organismos pluricelulares son eucariotas, existen algunos organismos multicelulares procariotas. Aunque, cuando hablamos de los grandes grupos de organismos pluricelulares que conocemos, como animales, plantas y hongos, estamos hablando principalmente de organismos eucariotas.
La característica más extraordinaria de la pluricelularidad es la división del trabajo. En un organismo humano, por ejemplo, existen células musculares capaces de contraerse, neuronas especializadas en transmitir señales, células epiteliales que forman barreras protectoras y células sanguíneas que transportan oxígeno o participan en la defensa del organismo. En una planta ocurre algo semejante: existen células especializadas en realizar la fotosíntesis, transportar agua y nutrientes, proteger los tejidos o participar en la reproducción.
Esta especialización resulta especialmente interesante porque, en muchos organismos pluricelulares, las células de un mismo individuo contienen esencialmente el mismo ADN, pero no utilizan exactamente los mismos genes. Durante el desarrollo, determinados genes se activan o desactivan en distintos tipos celulares, lo que permite que una célula adquiera una función específica. En los animales, el desarrollo comienza normalmente con un cigoto, formado mediante la fecundación, y a partir de esa primera célula se producen sucesivas divisiones y procesos de diferenciación. A partir de células precursoras, se desarrolla una organización cada vez más compleja.
La especialización tiene una consecuencia fundamental: muchas células dependen de otras para sobrevivir y funcionar correctamente. Una neurona, una célula muscular o una célula especializada de una hoja normalmente no puede separarse del organismo y continuar viviendo indefinidamente como si fuera un organismo independiente. Necesita nutrientes, señales químicas, oxígeno en muchos casos y un entorno adecuado que proporcionan otras células y tejidos. El organismo pluricelular, por tanto, no es simplemente una colección de células: es un sistema integrado en el que las células se comunican, cooperan y dependen unas de otras.
La pluricelularidad, sin embargo, no apareció de repente. Durante una enorme parte de la historia de la Tierra, la vida estuvo dominada por organismos unicelulares. La Tierra tiene aproximadamente 4540 millones de años y existen evidencias de vida muy antigua que se remontan a más de 3500 millones de años. La historia de la pluricelularidad es mucho más reciente y compleja. La transición hacia formas pluricelulares ocurrió varias veces y de manera independiente en diferentes linajes evolutivos. Distintos grupos llegaron a ella mediante caminos evolutivos diferentes.
Una de las posibilidades es que células que se dividían permanecieran juntas y comenzaran a cooperar. Con el tiempo, algunas de ellas pudieron especializarse en determinadas tareas. El alga verde Volvox ofrece un ejemplo sencillo de esta organización: forma colonias en las que existen células somáticas y células especializadas en la reproducción. Otra posibilidad evolutiva consiste en la agregación de células que originalmente vivían de manera independiente y que se reúnen en determinadas circunstancias. También existen hipótesis relacionadas con asociaciones simbióticas. Probablemente no hubo un único mecanismo responsable de todos los casos de pluricelularidad.
¿Y por qué resultó ventajoso convertirse en un organismo formado por muchas células? Una de las grandes ventajas fue la posibilidad de aumentar el tamaño y desarrollar estructuras más complejas. Un organismo grande puede ser menos vulnerable frente a determinados depredadores, almacenar mayores cantidades de energía y desarrollar formas de movimiento o alimentación que serían imposibles para una sola célula. En las plantas, por ejemplo, crecer hacia arriba permite alcanzar zonas con mayor disponibilidad de luz. En los animales, la especialización hizo posible desarrollar músculos, sistemas nerviosos, órganos sensoriales y sistemas circulatorios o respiratorios extraordinariamente complejos.
Pero ser grande también tiene un precio. Cuando un organismo está formado por millones o billones de células, necesita mecanismos para coordinar esas células, transportar nutrientes, eliminar desechos y controlar el crecimiento. También debe evitar que algunas células comiencen a comportarse de manera perjudicial para el conjunto. La evolución de los organismos pluricelulares estuvo acompañada por mecanismos de regulación y comunicación celular cada vez más sofisticados.
Uno de esos mecanismos es la apoptosis, o muerte celular programada. Aunque pueda parecer extraño que la muerte de una célula sea beneficiosa, resulta indispensable para el desarrollo y mantenimiento de muchos organismos. Durante el desarrollo embrionario humano, por ejemplo, la eliminación programada de determinadas células contribuye a separar los dedos de manos y pies. La apoptosis también ayuda a eliminar células dañadas, innecesarias o potencialmente peligrosas. En otras palabras, algunas células literalmente “se sacrifican” para contribuir al bienestar del organismo completo.
La coordinación celular puede alcanzar niveles sorprendentes incluso cuando no existe un cerebro o un sistema nervioso. Las esponjas marinas, pertenecientes al grupo de los poríferos, son animales relativamente sencillos que carecen de sistema nervioso y de órganos verdaderos, pero están formadas por distintos tipos de células que coordinan funciones como el movimiento del agua, la alimentación y determinadas respuestas al ambiente.
La pluricelularidad también ha producido organismos con capacidades extraordinarias. Los tardígrados, conocidos popularmente como osos de agua, son pequeños animales multicelulares capaces de entrar en estados de criptobiosis en los que reducen drásticamente su actividad metabólica. Algunas especies pueden soportar condiciones ambientales extremas, incluida la exposición al vacío espacial durante determinados experimentos.
Otro caso extraordinario es la medusa Turritopsis dohrnii. Cuando alcanza determinadas condiciones de estrés o daño, puede revertir su desarrollo desde la fase adulta hacia una fase de pólipo mediante un proceso de rejuvenecimiento celular. Por esta razón se la ha llamado popularmente “la medusa inmortal”, aunque puede ser depredada, sufrir enfermedades o morir por otras causas.
La regeneración ofrece otro ejemplo espectacular de las posibilidades de los organismos pluricelulares. Algunas planarias poseen una extraordinaria capacidad para reconstruir partes perdidas de su cuerpo. Sus tejidos contienen abundantes células madre capaces de generar diferentes tipos celulares, lo que les permite regenerar estructuras complejas.
Incluso existen organismos pluricelulares que desafían nuestra idea de lo que significa tener “un solo cuerpo”. Un ejemplo llamativo es Pando, un enorme clon de álamo temblón localizado en Utah, Estados Unidos. Está formado por numerosos tallos que se encuentran conectados mediante un sistema de raíces y que son genéticamente muy similares entre sí. Por eso se considera un solo organismo clonal desde ciertos criterios biológicos. Su extensión se estima en unas decenas de hectáreas y su masa total se ha estimado en miles de toneladas. También es uno de los organismos clonales más grandes y antiguos conocidos.
La biología moderna incluso ha comenzado a explorar nuevas fronteras mediante sistemas multicelulares creados o diseñados a partir de células vivas. Los llamados xenobots, desarrollados experimentalmente a partir de células de embriones de rana (Xenopus laevis), son estructuras biológicas diseñadas mediante técnicas computacionales y experimentales. Pueden realizar movimientos determinados y, en ciertas condiciones experimentales, mostrar capacidades de autorreparación. No son “robots” en el sentido tradicional de máquinas electrónicas, ni tampoco organismos robóticos independientes en el sentido popular del término. Son sistemas biológicos multicelulares diseñados experimentalmente, y su desarrollo plantea interesantes preguntas científicas y éticas sobre los límites entre organismo, tecnología y diseño biológico.
En la vida cotidiana, prácticamente todo lo que reconocemos como plantas, animales y hongos visibles a simple vista pertenece al mundo pluricelular. Nosotros mismos somos organismos formados por billones de células. También lo son los perros, las aves, los árboles, los insectos, los peces y los hongos como las setas. Pero la pluricelularidad no implica necesariamente ser grande, pues existen animales diminutos, como muchos nematodos y rotíferos, que están formados por numerosas células y pueden medir apenas unos milímetros.
En los organismos pluricelulares existe además una organización jerárquica. Las células pueden agruparse en tejidos; los tejidos pueden formar órganos; y los órganos pueden integrarse en sistemas que realizan funciones complejas. En los animales encontramos sistemas digestivos, nerviosos, circulatorios, respiratorios y otros. En las plantas, diferentes tejidos forman raíces, tallos, hojas, flores y otras estructuras. En los hongos filamentosos, las células forman hifas que pueden integrarse en redes llamadas micelios, capaces de explorar el ambiente en busca de nutrientes. La misma idea fundamental aparece una y otra vez: la vida puede alcanzar nuevos niveles de complejidad cuando sus componentes cooperan.
Referencias:
- Organismo pluricelular – Wikipedia, la enciclopedia libre
- Categoría celular
- Organismo vivente – Wikipedia
- Frontiers | What Do We Mean by Multicellularity? The Evolutionary Transitions Framework Provides Answers
- The power of many | Science
- Multicellular Agents: The Challenge of Combining Body Organization and Behavior | Springer Nature Link
- many roads to and from multicellularity | Journal of Experimental Botany | Oxford Academic