Sistema biológico: concepto, características y ejemplos

¿Qué es un sistema biológico?

Un sistema biológico se define como un conjunto de entidades, partes u órganos vivos que se encuentran unidos por fuertes vínculos y que funcionan juntos para llevar a cabo una función particular. La asociación de dichas “partes” provoca el surgimiento de propiedades que estas no presentan individualmente.

Todos los organismos vivos están compuestos por una serie de elementos que se organizan jerárquicamente para formar el “todo” que los caracteriza. Entre esos elementos están los átomos que conforman las macromoléculas como los ácidos nucleicos (ADN y ARN), las proteínas, los lípidos y los carbohidratos, por ejemplo.

Así mismo, estas moléculas se organizan de determinada manera para formar las estructuras celulares que constituyen a los seres vivos, bien sea el cuerpo de los organismos unicelulares o los tejidos y órganos de los organismos multicelulares más complejos, como los animales vertebrados y las plantas superiores, por mencionar algunos.

La organización y asociación funcional de diferentes tejidos y órganos forma los sistemas biológicos, y cada nivel de jerarquía tiene lo que se conoce como propiedades emergentes, que resultan de la interacción de las partes y que no están presentes en cada parte de manera individual.

Desde el punto de vista macroscópico, un sistema biológico también puede definirse como el conjunto de organismos que coexisten en un mismo espacio y que interactúa con el medio que lo rodea y con los demás organismos con los que se asocia directa o indirectamente. A este tipo de sistema se le conoce como ecosistema.

La rama de la ciencia que se dedica al estudio de los sistemas biológicos se conoce como biología de sistemas, que vio sus inicios en la década de 1960 y que corresponde a un campo del conocimiento multidisciplinario, pues utiliza herramientas de la biología, la matemática, la computación y otras.

Características de un sistema biológico

Los sistemas biológicos tienen una serie de características:

• Los sistemas biológicos están formados por distintas partes que son mutuamente dependientes y que están fuertemente interconectadas para formar un todo.
• Tienen propiedades emergentes que se caracterizan por ser el resultado de las propiedades de sus partes individuales, pero que no pueden observarse en estas por separado,
• A diferencia de otros tipos de sistemas, los sistemas biológicos pueden controlar su actividad dependiendo del medio que los rodea.
• Generalmente tienen la capacidad de adaptarse y de reproducirse o multiplicarse de alguna manera.

Los sistemas biológicos, además, solo se consideran como tales si cumplen con los siguientes postulados:

1. Agotan todos los intentos por evitar alcanzar el potencial máximo de falla, lo que quiere decir que todas sus partes trabajan al unísono para no “desordenarse”; un buen ejemplo es el mantenimiento de la homeostasis corporal.
2. Todas sus partes funcionan para, al encontrarse con un mínimo desorden, volver a la situación inicial de mayor orden.
3. Intentan asumir el potencial de falla de un sistema regulador ideal, que es un sistema hipotético que mantiene constante su potencial de falla mínimo, sin importar la naturaleza, la intensidad o la espontaneidad del estímulo al que se enfrenta.

La falla se considera, para los sistemas biológicos, como la muerte celular; específicamente cuando se hace referencia a los sistemas compuestos por células y no a las células como sistemas biológicos, para las cuales generalmente se emplea otra definición más técnica.

Ejemplos de sistemas biológicos y sus componentes

Hay muchos ejemplos de sistemas biológicos, los cuales están compuestos por distintos elementos que funcionan juntos para mantener ciertas condiciones mínimas que permiten la existencia de los seres vivos.

Si consideramos distintos sistemas biológicos en orden ascendente de jerarquía podríamos comenzar con las células y seguir con los tejidos, los órganos, los sistemas de órganos, los organismos, las especies, las poblaciones, las comunidades y los ecosistemas; veamos las partes que forman a cada uno y los mejores ejemplos:

Las células como sistemas biológicos

Las células están formadas por distintos elementos sin cuya interacción no sería posible la vida. Estas entidades son las unidades básicas y fundamentales de la vida y pueden ser consideradas como sistemas biológicos.

Las células procariotas, que carecen de estructuras membranosas en su interior, son sistemas biológicos formados por una serie de macromoléculas que, al mismo tiempo, consisten en la asociación de moléculas y átomos más pequeños y con propiedades individuales diferentes.

Las macromoléculas -los lípidos, las proteínas, los ácidos nucleicos y los carbohidratos- funcionan en el establecimiento de la membrana celular que delimita el espacio interno celular y, al mismo tiempo, constituyen las estructuras que se encargan de los procesos químicos y físicos que caracterizan a los seres vivos.

Las células eucariotas

El caso de las células eucariotas es un poco más complejo, pues en su interior se establece un sistema más complejo de orgánulos membranosos que trabajan en conjunto para realizar las funciones que caracterizan a estas unidades vivas. Los componentes de las células eucariotas como sistemas biológicos son:

• La membrana plasmática, que encierra y define la célula, proveyendo un medio de separación semipermeable respecto al medio externo; está formada por lípidos y proteínas.
• El citosol, que consiste en el medio donde se encuentran los orgánulos y distintas moléculas fundamentales; contiene agua, iones, proteínas y demás sustancias.
• El núcleo, donde reside en ADN, que contiene la información necesaria para el control de todos los aspectos de la vida celular.
• El retículo endoplásmico, que se considera como una continuación de la membrana que envuelve al núcleo y que funciona en la traducción, el transporte y el procesamiento de muchas proteínas, además de la síntesis de distintos componentes celulares.
• Las mitocondrias, que son los centros energéticos de las células.
• El complejo de Golgi, muy relacionado con el retículo endoplásmico y que funciona en la modificación, el transporte y la secreción de distintas sustancias; es un complejo membranoso.
• También están los lisosomas, los peroxisomas, los glioxisomas, los glicosomas, las vacuolas y los cloroplastos, que no se encuentran en todos los sistemas celulares, pero que son importantes para aquellos donde sí están.

Los tejidos, los órganos y los sistemas de órganos

Los organismos unicelulares son sistemas biológicos formados por una sola célula y la complejidad de los organismos multicelulares yace en la interacción de distintas células y en su especialización para el cumplimiento de distintas funciones.

Los organismos multicelulares generalmente están formados por tejidos, que se forman por la agrupación, el contacto y la comunicación de un número variable de células. Estos tejidos, a su vez, pueden organizarse en los seres más complejos para formar órganos con distintas propiedades y funciones, pues muchas veces poseen células especializadas.

Los órganos también pueden asociarse para formar sistemas, como es el caso de los distintos sistemas del cuerpo humano:

– Sistema tegumentario: constituido por órganos como la piel, las uñas y el cabello.

– Sistema musculoesquelético: formado por el conjunto de los huesos y sus músculos asociados.

– Sistema nervioso: formado por el cerebro, la médula espinal y los cientos de nervios que recorren todo el cuerpo.

– Sistema endocrino: formado por las glándulas encargadas de la secreción hormonal.

– Sistema cardiovascular o circulatorio: constituido por el corazón, la sangre, las arterias, las venas y los capilares sanguíneos.

– Sistema linfático: formado por la linfa y la red de vasos linfáticos y ductos que recorren el cuerpo.

– Sistema respiratorio: formado por la nariz, la tráquea y los pulmones.

– Sistema digestivo: formado por la boca, el esófago, el estómago y los intestinos; además de las glándulas u órganos accesorios como el páncreas y el hígado.

– Sistema urinario: conformado por los riñones, los uréteres, la vejiga urinaria y la uretra.

– Sistema reproductivo: femenino y masculino, formados, respectivamente, por el útero, los ovarios y las glándulas mamarias, y por el epidídimo, los testículos y el pene.

Los organismos, las especies, las poblaciones, las comunidades y los ecosistemas como sistemas biológicos

Las células, los tejidos, los órganos y los sistemas de órganos forman a los organismos vivos. El conjunto de organismos vivos similares entre sí, con la capacidad de reproducirse se conoce como especie y los conjuntos aislados de organismos de la misma especie se denominan poblaciones.

Al mismo tiempo, un grupo de poblaciones de especies diferentes forman lo que se denomina comunidad y al conjunto de comunidades que habita en un hábitat común se le llama ecosistema. El máximo nivel de organización corresponde a la biosfera, que representa el conjunto de ecosistemas sobre la tierra.

Referencias

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