Niveles de Organización de la Materia 2

Por M en C Rafael Govea Villaseñor
Versión 1.31
Última modificación 11-08-2019

Los niveles de organización biológicos son subniveles del nivel que yo denomino "Cuerpo" = {moléculas}. Recuerda que los signos llamados llaves "{}" deben leerse como conjunto de... Así, la expresión anterior debe leerse: 

El nivel cuerpo es un conjunto de moléculas.

A lo largo del proceso de evolución química y prebiológica que dió surgimiento de la Vida en la Tierra, el nivel "Cuerpo" se subdividió en otros subniveles.

Por ejemplo, las moléculas formaron conjuntos que interaccionaron de modos característicos (mediante enlaces químicos)  y dieron origen al nivel "Macromolécula". Luego, estas se asociaron (con enlaces intermoleculares débiles) para formar complejos multimuleculares. El surgimiento no fue necesariamente secuencial y no está claro cómo ocurrió. 

El hecho es que en la actualidad podemos postular los siguientes niveles.

Insisto que la serie propuesta es una opinión profesional. Eventualmente redactaré mis razones para no incluir algunos niveles que se leen en diversos libros de biología.  

Mientras tanto observen las ilustraciones de los Niveles de Organización Biológicos de la Materia:

Nivel "Biósfera" Todos los ecosistemas. Vean la imagen de la Tierra en falso color indicando la intensidad de la fotosíntesis.

Nivel "Ecosistema" Comunidades de organismos en su ambiente abiótico

Nivel "Comunidad" conjunto de poblaciones en el mismo ambiente. Líquenes, musgos, setas, hormigas, bacterias...

Nivel "Población" conjunto de organismos de la misma especie

Nivel "Individuo" casi todos tienen un conocimiento intuitivo de este nivel.

1. Vean a este magnífico huemul (especie en proceso de extinción en Chile ) o
2. Este soberbio puma también en riesgo, pero en México.

Nivel "aparato" conjunto de órganos asociados y coordinados para llevar a cabo unas funciones en particular.

Nivel "Órgano" un conjunto de tejidos asociados para llevar a cabo una función como el corazón y el estómago mostrado en corte longitudinal.

Nivel "Tejido" células adheridas u asociadas para llevar a cabo una función como estos tejidos:

1. La epidermis de un metafito vista con un microscopio de campo claro y
2. El tejido nervioso visto con el microscopio confocal con la técnica arcoíris que tiñe las células con pigmentos fluorescentes.

Nivel "Célula" el menor nivel de organización donde se puede afirmar que existe EL CONJUNTO COMPLEJO DE PROCESOS QUE DENOMINAMOS VIDA. Vean:

1. La célula con microscopio confocal teñido el citoesqueleto de amarillo y el núcleo de rojo.
2. En la siguiente foto se ven con el microscopio electrónico de barrido varias células de la piel creciendo sobre un soporte especial.

Nivel "organelo" conjunto de varios complejos multimoleculares que cumplen con varias funciones especiales como:

1. La membrana celular que rodea a toda célula y
2. El cloroplasto (corte longitudinal visto al microscopio electrónico de transmisión).

Nivel "Complejo Multimolecular" un conjunto de varias macromoléculas asociadas y en interacción como este flagelo bacteriano con más de 50 proteínas o la ATPsintasa ubicada en la membrana.

En este ENLACE puedes ver la estructura del centro de reacción del fotosistema 1. Como ves, es un complejo multimolecular fantástico. Para regresar clickea sobre la flecha de retorno de tu navegador de Internet (lado superior izquierdo de la pantalla).

Nivel "Macromolécula" una molécula gigante resultado de la unión de monómeros como:

• Las 6 proteínas mostradas (representadas con modelos de cilindros o cintas) conformadas de cientos de pequeñas moléculas llamadas aminoácidos .

• El ARN hecho de nucleótidos (visto con el modelo de esqueleto de enlaces átomo-átomo de carbono).

• El ADN hecho de la unión de pares de nucleótidos (modelo de bolas, cada átomo representado con su volumen).

Ahora les propongo un poco de descanso, espero les guste.

Niveles de Organización de la Materia 1

Por M en C Rafael Govea Villaseñor
Versión 1.5
Última modificación 2021-02-08

Un nivel de organización de la Materia es un concepto muy importante porque sirve de soporte a la adquisición ordenada de otros conceptos. Esto es así porque las serie de niveles de organización reflejan un aspecto objetivo de la realidad, el modo en que se encuentra ordenada la materia en éste.

El Universo está lleno de objetos materiales de diferente tamaño y complejidad. Cada objeto material está hecho de un conjunto de objetos materiales más pequeños que interaccionan entre sí siguiendo leyes naturales. Es decir es un sistema integral jerárquicamente ubicado entre otros de mayor o menor tamaño.

Así pues cada Nivel de Organización de la Materia es un sistema integral que forma parte de una serie de niveles en donde aumenta el tamaño, la complejidad y el tiempo de interacción. A modo de una Matrioshka.

Los objetos del universo difieren en las escalas de tamaño que poseen. El metro es la unidad de longitud adecuada para describir nuestro entorno inmediato, sin embargo hay objetos más pequeños y más grandes. Para describir cómodamente sus dimensiones hay que usar los submúltiplos y múltiplos del metro (m). El enlace (del párrafo posterior a la tabla) les proporciona una excelente animación que muestra las escalas de tamaño de los objetos del Universo.

Para evitar que se confundan, muestro en la tabla las denominaciones, símbolos y equivalencias de los submúltiplos y múltiplos del metro:

Unidad	nombre	prefijo	equivalencia
Múltiplos
Ym	Yottámetro	yotta-	1024
Zm	Zettámetro	zetta-	1021
Em	Exámetro	exa-	1018
Pm	Petámetro	peta-	1015
Tm	Terámetro	tera-	1012
Gm	Gigámetro	giga-	109
Mm	Megámetro	mega-	106
Km	Kilómetro	kilo-	103
Hm	Hectómetro	hecto-	102
Dm	Decametro	deca-	101
m	Metro		100
dm	Decímetro	deci-	10-1
cm	Centímetro	centi-	10-2
mm	Milímetro	mili-	10-3
µm	Micrómetro	micro-	10-6
nm	Nanómetro	nano-	10-9
åm	Ångstrom		10-10
pm	Picómetro	pico-	10-12
fm	Femtómetro	femto-	10-15
am	Attómetro	atto-	10-18
zm	Zeptómetro	zepto-	10-21
ym	Yoctómetro	yocto-	10-24

Ahora si. pícale aquí, luego regresa y sigue leyendo sobre los niveles de organización en esta entrada.


Así pues, entre los biólogos y docentes de la biología se usa el concepto de Nivel de Organización sin definirlo y sin que haya acuerdo y coherencia entre cuáles son los niveles de organización postulados. De hecho hay problemas en la caracterización de varios de ellos. Las series que se muestran, son por tanto mi opinión profesional como biólogo.

Hay dos series de niveles de organización:

1. Serie Principal de niveles de Organización de la Materia (No-Biológicos)
2. La serie derivada de niveles de organización de la Materia (biológicos) véase en la sección correspondiente, mismo título, pero #2.

Niveles de Organización no biológicos de la Materia.

Nivel "Universo" = {Cúmulos de galaxias}
Vista del campo de visión ultra profundo del telescopio Hubble. Todos los puntos luminosos son galaxias, no estrellas. Algunas se encuentran a más de 13,000 millones de años-luz.

Nivel "Cúmulo de galaxias" = {galaxias}

Vean a nuestro supercúmulo, de unos 150 millones de años luz de ancho, tiene como centro el cúmulo de Virgo, que a su vez contiene miles de galaxias. Entre éstas se encuentra la M87, de la que los científicos saben ahora que rodea a un gigantesco agujero negro. La gravedad de Virgo afecta al movimiento de sus vecinos, incluso del Cúmulo Local.

Vean este mapa de nuestro cúmulo galáctico, Local (contiene unas 50). Es donde está nuestra galaxia, la Vía Láctea.

La foto muestra al Cúmulo Abell que contiene más de 1000 galaxias mantenidas por un centro de masa común (foto recién liberada del Hubble)

Nivel "Galaxia" = {Sistemas Planetarios}
Vista de las galaxias M81 y M82 a unos 11.8 millones de años-luz.

Nivel "Sistema Planetario"= {astros}
Concepción artística de un exoplaneta de tipo júpiter caliente orbitando alrededor de su estrella detectado por la disminución de la luz debida al paso del paneta frente a su estrella el 2/09/2004 por astrónomo aficionado (Tonny Vanmunster, Bélgica). En este caso el planeta TrES-1 que orbita alrededor de una estrella tipo K0 GSC 02652-01324 que emite luz con una magnitud de 11.8 y está situada a 500 años-luz en dirección de la constelación de Lira.

Nivel "Astro" = {Capas geológicas}
Vean a unos planetas enanos como Sedna, Quabar y Plutón comparados con un satélite (la Luna) y nuestro pequeño planeta Tierra. La segunda foto muestra en una composición a los 8 planetas solares.

Nivel "Capa Geológica" = {Cuerpos}
Vean las capas concéntricas de varios astros, planetas y satélites.

Nivel "Cuerpo" = {moléculas}
Un cuerpo rocoso como una montaña o de agua como un lago:

Nivel "Molécula" = {átomos}

Vean varias moléculas de agua (el átomo de oxígeno se muestra como esfera verde y los de hidrógeno se muestran de color magenta)

3 moléculas orgánicas idénticas representadas con un modelo de barras que resaltan los enlaces:

Nivel "Átomo" = {Agregados de partículas}
Vean la envoltura de electrones formada por las esferas huecas azules y las zonas ovoidales rosas y el núcleo al centro con protones y neutrones. También observen los átomos de fierro acomodados para el idiograma chino que quiere decir átomo sobre una capa de átomos de cobre. La imagen fue tomada por un microscopio de sonda local.

Nivel "Agregado de Partículas" = {Partículas}
Como el núcleo o la envoltura electrónica. Vean el esquema de un núcleo.

Nivel "Partículas" = {quarks}
En el esquema se muestran el protón y neutrón, ambos hechos de quarks.

Nivel "Quark" = {?}
En la mayoría de condiciones los quarks son partículas virtuales dentro de los protones y neutrones. Sólo cuando una estrella de neutrones se convierte en estrella de quarks aún más compacta, los quarks pueden dejar de estar confinados.

Ahora, después de aprender los niveles de organización, puedes descansar. Espero te guste.