La ley de la vida es nacer, crecer, reproducirse y morir, esto es, mantenerse como individuo y como especie interactuando con el medio que le rodea y por tanto también con las otras especies.

Un ser vivo tiene la capacidad de tomar de su entorno materiales disponibles y emplearlos en la obtención de la energía que necesita para alimentarse, moverse, reproducirse, etc. Estos materiales los transforma en sustancias propias y con ellas construye y modela su propio organismo. Pero la interacción de los seres vivos con el ambiente no se limita a esta captación de materiales y energía, sino que por un lado, también lo transforma y por otro se adapta con frecuencia a lo que le ofrece, autorregulando sus capacidades. Esto es, tiene una vida suya y propia, con un inicio, un desarrollo temporal en el que se completa, crece, se adapta a diversas circunstancias de ambiente, se reproduce y alcanza su final.

La característica que llama más la atención de los seres vivos es su capacidad de producir una replica fiel a si mismo y para explicar como esto es posible, empezaré hablando a nivel celular, como éstas se reproducen, como se diferencian en distintos tipos de células y como se comunican entre ellas. Podemos definir la célula como la unidad estructural, funcional y de origen de todos los seres vivos, y es la que en última instancia realiza todas las funciones de un ser vivo.

El núcleo de la célula contiene unas estructuras muy especiales, los cromosomas, formados por la molécula de ADN, la cual presenta dos características muy importantes, por su estructura en doble hélice es capaz de duplicarse a sí misma dando lugar a una célula hija igual a sí misma, y además almacenar toda la información necesaria para el desarrollo celular y por tanto del individuo, es lo que se llama el código genético que comparten todos los individuos de una misma especie.

Cuando una célula duplica su ADN puede producirse errores y aunque la fidelidad de la copia es esencial para el mantenimiento del genoma, por lo que existen mecanismos de corrección que lo protegen, de todas maneras algunas veces se producen cambios que se perpetuarán en las generaciones celulares descendientes. Es lo que llamamos mutaciones.

Cuando estas ocurren en células somáticas puede que su consecuencia sea irrelevante pero también puede ser la causa del inicio de un cáncer, ya que la transformación maligna de una célula se produce por acumulación de mutaciones, en los genes que regulan el ciclo celular, es decir su proliferación. Estos son: genes reguladores del crecimiento o genes supresores de tumores

Pero cuando ocurre en células germinales su trascendencia será mayor ya que será trasmitida a generaciones posteriores. Desde el punto de vista evolutivo, las mutaciones son esenciales para que se genere suficiente diversidad genética y permitir a las especies adaptarse a su entorno mediante el mecanismo de selección natural y además es el mecanismo por el cual se producen nuevas especies.

Ex: polillas de la pimienta

Pero también son la causa de enfermedades hereditarias que pueden ser incompatibles con la vida o causar graves problemas. De todas maneras muchas de estas mutaciones se mantienen en algunas poblaciones durante generaciones lo cual nos indica que de algún modo son beneficiosas. Ex: Anemia falciforme en población africana.

La mayor parte de las especies vivas tienen una reproducción sexuada, esto es, que transmiten la vida por fusión de células germinales o gametos procedentes de dos individuos de diferente sexo. Cada gameto aporta la mitad de los cromosomas que al fundirse en la fecundación, cada individuo recibe en su primera célula una dotación cromosómíca completa formada por una combinación de los genomas paterno y materno, de esta manera se mantiene la variabilidad genética necesaria para la adaptación a los cambios ambientales.

Por eso la mayoría de tribus evitan los cruzamientos endogámicos ya que el empobrecimiento de la variedad genética, a parte de aumentar las enfermedades hereditarias produce un aumento de abortos y de esterilidad y por tanto la extinción de la tribu.

Las células de los organismos pluricelulares proceden de la división repetida de una única célula o zigoto que a lo largo del desarrollo se van diferenciando en distintos tipos celulares. Estos dos procesos están determinados de forma detallada por su genoma.

La diferenciación celular es un proceso ordenado y preciso por el cual genes concretos se activan y permiten su expresión mientras que otros permanecen inactivos. El mecanismo de la expresión y de la represión selectiva de un gen es siempre el mismo: una señal del entorno se traduce en otra señal intracelular que lleva las instrucciones hasta su ADN. La señal originaria puede ser tanto el contacto son las células circundantes como la presencia o ausencia de moléculas que la célula reconoce a través de receptores específicos.

La diferenciación celular se va produciendo a lo largo de desarrollo como la ejecución de un programa, con etapas sucesivas de expresión de genes, ordenadas en el tiempo y dependientes del sitio que cada célula ocupa en el conjunto del organismo hasta alcanzar su función específica formando parte de un tejido u órgano concreto y llegar a su final o sea su muerte.

El ambiente en que se encuentra una célula determinará su destino al inducirle cambios de sus características y fijar sus funciones. Ahora bien las señales enviadas por el entorno se interpretan de forma diferente según sea la célula que la recibe.

El diseño de construcción en las plantas es más sencillo que en los animales, su diferencia fundamental es la capacidad de los vegetales para responder a los cambios del entorno exterior. En plantas y en animales menos complejos, ex: estrella de mar, rana, mantienen, en fases muy avanzadas de su desarrollo e incluso en estado adulto, células totipotentes, se dice que tienen un programa de desarrollo reversible, mientras que en mamíferos las células alcanzan durante el desarrollo embrionario una etapa en la que quedan irreversiblemente determinadas. El programa no es reversible debido a que en su ADN se ven introduciendo modificaciones que cierran otras posibilidades en el camino de la diferenciación. Esta fase se inicia en el estado de gástrula, una fase en la que se forman tres estratos celulares que son progenitoras de todos los tejidos y órganos.

En un animal vertebrado se pueden distinguir más de 200 tipos de celulares diferentes, con formas, tamaños y funciones muy diversas, ex: epitelial, muscular, nerviosas, etc. lo cual nos demuestra la gran versatilidad de la célula.

Los sistemas celulares que más se destacan por su complejidad y sofisticación son el sistema inmunitario de los vertebrados y el sistema nervioso.

Muchas células poseen la capacidad de englobar y digerir partículas de su entorno, en los vertebrados estas células son los macrófagos que pueden engullir y destruir bacterias y otras células extrañas, pero puede también atacar a las células del propio organismo por tanto el sistema inmunitario necesita distinguir entre lo propio y lo no propio. Esta función la realizan los linfocitos suministrando a los macrófagos los datos necesarios que indiquen si han de atacar o no, produciendo unas moléculas específicas o anticuerpos. Para considerar como extraño a un nuevo invasor, se deberán sintetizar nuevos tipos de anticuerpos, y como los posibles invasores son muchos los linfocitos han de ser capaces de producir una variedad casi infinita de anticuerpos y por otro lado no deben producir anticuerpos que reconozcan a las células propias del animal.

La amplia diversidad de anticuerpos se genera mediante cambios aleatorios del ADN, de esta manera a través de una especie de mutación especializada se generan millones de linfocitos genéticamente distintos los cuales pueden proliferar formando clones productores del mismo anticuerpo concreto. De esta gran cantidad de clones potenciales los que producen anticuerpos contra moléculas extrañas son seleccionados para que se multipliquen. Por tanto la génesis del sistema inmunitario de un individuo, al igual que el proceso de evolución depende de una estrategia aleatoria seguida de selección.

El sistema nervioso que se encuentra en casi todos los animales satisface la necesidad de una respuesta rápida adaptativa ante los sucesos externos. La evolución actúa a lo largo de muchas generaciones optimizando la estructura de un organismo de acuerdo con el medio ambiente en que vive, pero la mayoría de cambios son demasiado rápidos para que se pueda seguir por la adaptación evolutiva. Por consiguiente, el organismo de mayor éxito será aquel que cuando cambian las circunstancias sea capaz de realizar otro tipo de adaptación que no requiera una mutación genética. Si la secuencia de cambios es predecible, ex: Alternancia dia-noche, el organismo puede ser programado genéticamente. Sin embargo, la mayoría de cambios ambientales no son tan predecibles.

En un organismo pluricelular la señal que acopla una sensación a una respuesta debe transmitirse de una célula a otra.. Los reajustes metabólicos a menudo están controlados por hormonas que son liberadas por unas células y viajan a través de los tejidos produciendo una respuesta en otras células. Pero las hormonas tardan tiempo en recorrer distancias largas y además difunden ampliamente. Si una señal ha de ser transmitida con rapidez, debe ser liberada cerca de su blanco y así producir una acción localizada con precisión y ésta es la función de la célula nerviosa. En un extremo es sensible a un estímulo químico o físico, en el otro extremo puede liberar una señal química o neurotransmisor que actúa sobre otras células produciendo una respuesta rápida al mundo cambiante que les rodea y también les permite coordinar con exactitud las actividades de regiones del cuerpo considerablemente distanciadas entre sí.

Las células nerviosas son muy parecidas en todos los animales, la superioridad del sistema nervioso del ser humano reside en el enorme número de células que presenta y sobre todo en cómo están conectadas entre sí para transmitir e interpretar las señales sensoriales de entrada y para coordinar los complejos patrones de actividad.

Las células deben ensamblarse por sí mismas formando un sistema funcional, siguiendo instrucciones contenidas en su ADN y ajustando el producto final de acuerdo con el mundo externo. La evolución de los sistemas nerviosos complejos ha dependido en gran parte del desarrollo de los marcadores químicos o neurotransmisores, mediante los cuales una determinada célula nerviosa puede reconocer a su blanco de entre una gran cantidad de otros blancos que no son apropiados para ella. Mediante estos mecanismos se construyen sistemas nerviosos de una gran complejidad. Los esquemas de conexiones nerviosas determinan los patrones de comportamiento sin necesidad de aprendizaje. Todas las actividades están determinadas por el ADN de la especie que actúa controlando el comportamiento de las distintas células cuando estas construyen el sistema nervioso en el embrión y desempeñan un determinado papel en el adulto.

Pero no todo el comportamiento está determinado genéticamente. Las experiencias vividas por un animal son importantes al igual que su ADN. El aprendizaje es el resultado de la experiencia y por tanto de la actividad eléctrica de las células nerviosas y debe implicar la producción de alteraciones duraderas en las conexiones neurales.

Las conexiones cerebrales que nos permiten leer, escribir y hablar nuestra lengua materna, por ejemplo, son el resultado del aprendizaje y representan una herencia de tipo no-genético. El aprendizaje y la comunicación permiten a la especie humana adaptarse a lo largo de muchas generaciones de una manera que para los organismos inferiores sólo es posible a través de la evolución genética. Pero incluso estas sofisticadas habilidades, de las que depende toda nuestra cultura y sociedad se basan en particularidades del comportamiento celular - en las reglas según las cuales las células nerviosas realizan reajustes duraderos de sus interconexiones como consecuencia de la actividad eléctrica.

En esta exposición lo que he tratado de destacar que así como todas las células contienen una información genética idéntica en su núcleo, estas son capaces de diferenciarse una de otras, según el lugar que ocupen y las funciones que realicen, de la misma manera los individuos de una especie están determinados genéticamente, pero su código genético es lo suficiente flexible para adaptarse al medio de la mejor manera y así poder sobrevivir con éxito y por tanto reproducirse y perpetuar la especie.