Reino Monera: qué es, características, clasificación, reproducción
¿Qué es el reino Monera?
El reino Monera es el reino de la vida que agrupa al conjunto de organismos procariotas unicelulares, relativamente simples, conocidos como arqueas y bacterias. Es, junto con los reinos Animalia, Plantae, Fungi y Protista, uno de los 5 reinos de la vida propuestos por el ecólogo y botánico americano R. H. Whittaker.
Mientras que los demás 4 reinos corresponden a organismos eucariotas multicelulares como los animales, las plantas, los hongos y gran cantidad de organismos unicelulares, el reino Monera incluye exclusivamente seres procariotas, es decir, microorganismos unicelulares sin núcleo membranoso u orgánulos intracelulares.
De hecho, el término “Monera” deriva de la raíz griega moneres, que quiere decir “único” o “solitario”, y muchos autores concuerdan con que este grupo contiene a los microorganismos más antiguos.
Los miembros del reino Monera son muy comunes en la tierra y están ampliamente distribuidos en todos los ecosistemas de la biosfera. Los hay heterótrofos (que no producen su propio alimento) y autótrofos (que producen su propio alimento), aeróbicos (que respiran oxígeno) y anaeróbicos (que no respiran oxígeno).
Las arqueas, por ejemplo, son reconocidas generalmente como organismos extremófilos, ya que tienen la capacidad de habitar en ambientes de condiciones extremas respecto a la temperatura, el pH y la carencia de oxígeno, por ejemplo.
Las bacterias, por otra parte, también son microorganismos muy abundantes en el aire, los suelos, en los cuerpos de agua, en la superficie o el interior de otros seres vivos, etc.
Algunas bacterias son muy importantes para la salud pública, en vista de que son agentes patológicos de gran cantidad de enfermedades. No obstante, otras son ampliamente explotadas por el hombre desde el punto de vista experimental, alimenticio, farmacéutico y comercial.
Características del reino Monera
Los organismos del reino Monera tienen una serie de características que los distinguen de los seres vivos de otros reinos:
- Son organismos microscópicos unicelulares.
- Todos están formados por células procariotas, es decir no tienen un núcleo membranoso verdadero que aísle su material genético del resto de los materiales en el citosol.
- No tienen orgánulos membranosos como mitocondrias, retículo endoplásmico o complejo de Golgi, los cuales sí están presentes en todos los seres eucariotas.
- Algunos contienen inclusiones membranosas que son prolongaciones o invaginaciones de la membrana plasmática (mesosomas); otros tienen vacuolas de gas.
- Son organismos más simples que los organismos multicelulares como las plantas, los animales y los hongos.
- Su tamaño varía entre 1 y 10 micras.
- Algunos pueden ser filamentosos, coloniales o miceliales (que forman micelios).
- Se reproducen asexualmente, algunos a velocidades sorprendentemente rápidas.
- Muchos se alimentan por absorción de los nutrientes en su exterior a través de su superficie.
- Son metabólicamente muy diversos.
- Algunos se alimentan de otros organismos (son heterótrofos), mientras que otros producen su propio alimento (son autótrofos).
- Algunos necesitan oxígeno para vivir (aerobios obligados), mientras que otros pueden depender parcial o exclusivamente de oxígeno, sulfatos o nitratos para respirar (aerobios facultativos y/o anaerobios obligados).
- Muchos pueden moverse con la ayuda de flagelos.
- Sus células pueden tener formas diferentes (esféricas, bastoniformes, filiformes, etc.).
- Todos tienen pared celular, pero esta no está compuesta ni por celulosa (como en las plantas) ni por quitina (como en los hongos), sino de peptidoglicanos u otros tipos de moléculas.
- Ciertos organismos de este grupo pueden producir formas de estructuras adaptativas como esporas o cuerpos fructíferos.
- Su material genético (ácido desoxirribonucleico, ADN) puede o no estar asociado con proteínas “tipo-histonas”.
Clasificación del reino Monera
Dentro de los 5 reinos de la vida planteados por Whittaker y aceptado por sus defensores, el reino Monera incluye dos subreinos: Archaebacteria y Eubacteria.
Subreino Archaebacteria
Las arqueas, también llamadas arqueobacterias, son los microorganismos más “primitivos” de la naturaleza. Se caracterizan por su capacidad de vivir en ambientes inhóspitos y extremos, especialmente respecto a la temperatura y la salinidad.
Son menos comunes y abundantes que las bacterias, aunque son relativamente similares a estas, pues:
- Están compuestos por células procariotas.
- Su ADN está asociado con proteínas “tipo-histonas”, como el de las células eucariotas.
- Pueden tener flagelos, aunque distintos a los de las bacterias.
- Tienen pared celular, pero esta está compuesta por un tipo de molécula llamado “pseudomureina”, similar al peptidoglicano de las bacterias.
- Poseen ADN extracromosomal en forma de plásmidos.
- Tienen ribosomas, pero su ARN ribosomal no es idéntico al de las bacterias.
- Tienen un citoesqueleto que participa en la división y el establecimiento de la forma celular.
- Son más similares, en muchos aspectos, a los eucariotas que a los demás procariotas.
Este subreino incluye 6 filos diferentes, formados por arqueas hipertermófilas, termoacidófilas, metanógenas, halófilas, desnitrificantes, arqueas reductoras de azufre, oxidadoras de hierro, etc. No obstante, muchas especies son desconocidas, puesto que resulta difícil mantenerlas en condiciones de laboratorio.
Subreino Eubacteria
También conocidas como “bacterias verdaderas”, los microorganismos pertenecientes a este grupo son de los más encontrados en la naturaleza, es decir son muy numerosos y diversos.
Sus características son las que describen al grupo de los procariotas y la clasificación más aceptada de este subreino consiste en 5 filos diferentes, a saber:
- Bacterias Gram Negativas o Proteobacterias: el más abundante y diverso de los cinco filos; sus principales representantes son los patógenos humanos de los géneros Salmonella, Vibrio, Helicobacter, Escherichia y Neisseria.
- Espiroquetas: que tienen forma espiralada y pueden ser de vida libre o parásitos.
- Clamidias: que son casi todas bacterias parásitas intracelulares de otros organismos.
- Cianobacterias: conocidas también como “algas verde-azules”, son los únicos representantes fotoautótrofos del subreino Eubacteria.
- Bacterias Gram Positivas: grupo que incluye a los firmicutes, las actinobacterias y los micoplasmas; se caracterizan porque pueden teñirse con el método de Gram.
Nutrición
Entre los organismos pertenecientes al reino Monera pueden observarse varias formas de nutrición, destacando la forma heterótrofa u autótrofa.
Si bien la mayoría de los organismos son heterótrofos, es decir, que necesitan de otros organismos para su alimentación, existe un grupo dentro del subreino Eubacteria -las cianobacterias-, que está compuesto por organismos exclusivamente fotoautótrofos, los cuales producen su alimento a partir de la energía de los rayos del sol.
Organismos heterótrofos
La mayor parte de los organismos del reino Monera son heterótrofos y este tipo de nutrición se observa como la absorción de nutrientes a partir de materia orgánica en descomposición (saprófitos), materia orgánica proveniente del cuerpo de un hospedador (parásitos) y materia orgánica dispensada o compartida por un simbionte (simbiontes).
En esta categoría se incluyen los siguientes grupos:
- Fotoheterótrofos: los que emplean la luz del sol para obtener energía, pero necesitan una fuente de carbono de naturaleza orgánica.
- Quimioheterótrofos: aquellos que deben consumir moléculas orgánicas para obtener tanto el carbono como la energía (como muchas bacterias, protistas, animales y hongos).
Organismos autótrofos
Los organismos autótrofos del reino Monera son aquellos capaces de obtener la energía que necesitan para vivir a partir de fuentes inorgánicas. Existen, en este reino, organismos autótrofos de dos clases:
- Fotoautótrofos: los organismos fotosintéticos que obtienen energía y carbono a partir de los rayos del sol y el dióxido de carbono atmosférico. El único ejemplo del grupo son las cianobacterias, que tienen el pigmento fotosintético clorofila.
- Quimioautótrofos: que necesitan CO₂ como fuente de carbono pero que obtienen la energía necesaria para subsistir a partir de la oxidación de sustancias inorgánicas como el sulfuro de hidrógeno (H2S), el amonio (NH2), el hierro ferroso (Fe+2), etc.
Reproducción
La reproducción en el reino Monera es principalmente asexual y ocurre específicamente por fisión binaria o bipartición, donde una célula duplica su contenido interno y se divide para formar dos nuevas células.
A diferencia de la mitosis, la bipartición es un proceso muy rápido:
- Inicialmente se replica el material genético (ADN en forma de un único cromosoma, casi siempre de apariencia más o menos circular).
- Aumenta el volumen celular.
- Migran las copias cromosómicas hacia polos opuestos de la célula y se ensambla la maquinaria necesaria para la separación de las células hijas (se constriñe la célula entre los polos).
- Se forma una especie de pared transversal entre los dos cromosomas, al mismo tiempo se sintetiza la membrana celular y se diferencia la pared de las dos células hijas.
Conjugación en bacterias
La reproducción sexual, como la observada en los organismos animales y vegetales, no está presente en este reino, pero existe un proceso de combinación de ADN entre dos células conocido como conjugación.
Ampliamente estudiada en las bacterias, la conjugación es un proceso de intercambio de información genética que ocurre entre dos células mediante contacto directo entre estas, que ocurre gracias a la formación de un filamento de “conexión” denominado pili sexual.
La conjugación permite la recombinación genética entre bacterias por medio de fragmentos genómicos de tamaños variables, los cuales son donados unidireccionalmente por una de las dos bacterias que participa del proceso.
La contribución genética es desigual, puesto que la bacteria que acepta el ADN de una bacteria donadora aporta, a las células que producirá durante su división, la mayor parte de la información genómica.
Respiración
La respiración, en cualquiera de los reinos o dominios de la vida, se refiere al conjunto de reacciones metabólicas a través de las cuales las células obtienen energía a partir de la oxidación de moléculas orgánicas.
En el reino Monera existen organismos con dos tipos de respiración:
- La respiración aeróbica: ocurre en presencia de oxígeno como aceptor electrónico final.
- La respiración anaeróbica: ocurre en ausencia de oxígeno.
Respiración aeróbica
La respiración aeróbica en las bacterias es similar a la respiración aeróbica de las células eucariotas. Esta implica la participación de intermediarios metabólicos derivados de dos rutas metabólicas muy importantes: la glicólisis y el ciclo de Krebs, los cuales son empleados como donantes de electrones en la cadena transportadora de electrones para la fosforilación oxidativa y la síntesis de energía en forma de ATP.
El aceptor final de los electrones donados por los metabolitos es el oxígeno, razón por la cual la producción de ATP, e indirectamente los procesos biosintéticos, deben ocurrir en atmósferas ricas en oxígeno.
Respiración anaeróbica
La respiración anaeróbica puede ser en ausencia de oxígeno, pero en presencia de otro aceptor electrónico final.
También puede ser del tipo fermentativa, que implica el funcionamiento de la maquinaria glicolítica -pero no del ciclo de Krebs o la cadena transportadora de electrones- para extraer energía de algún tipo de carbohidrato.
Ejemplos de especies del reino Monera
Arqueas
Un ejemplo de especie de arquea es Prometheoarchaeum syntrophicum, pequeño organismo que habita en el sedimento de las profundidades marinas. Es una de las pocas especies que ha podido ser cultivada; mide unos 550 nm de diámetro y tiene unas largas protuberancias.
Methanobrevibacter ruminantium es otra arquea perteneciente al grupo de las metanobacterias. Se trata de un organismo anaeróbico obligado que produce metano como producto final de su respiración. Habita principalmente en el tracto digestivo de algunos animales rumiantes.
Otro ejemplo corresponde a las arqueas quimiosintéticas amarillas del género Sulfolobus, que han sido caracterizadas, en su mayoría, en los cuerpos de agua hiperácidos (pH entre 0 y 4) del Parque Nacional Yellowstone, en Estados Unidos (USA).
Bacterias
Escherichia coli
Existen múltiples ejemplos conocidos de los organismos pertenecientes al grupo de las bacterias. De todas, la más conocida es Escherichia coli, una bacteria residente en el tracto intestinal de los seres humanos y cuyas cepas patógenas pueden provocar cuadros severos de diarrea. Esta, además, es utilizada como una de las especies modelo para el estudio del grupo de los procariotas.
Staphylococcus
Otras bacterias muy conocidas son las del género Staphylococcus, específicamente la especie Staphylococcus aureus, una bacteria Gram Positiva que provoca múltiples infecciones en los seres humanos, incluyendo la neumonía, distintas infecciones cutáneas, óseas y cardíacas.
Lactobacillus acidophilus
Con importancia industrial está la especie Lactobacillus acidophilus que, en conjunto con Streptococcus thermophilus, se emplea para la fermentación de la leche y la producción de yogurt alrededor del mundo.
En el grupo de las bacterias fotoautótrofas, por otra parte, se incluyen organismos como los pertenecientes a la especie Nostoc commune, caracterizados por habitar en cuerpos de agua dulce y por ser producto alimenticio para algunas poblaciones humanas.
Clostridium septicum
Es una bacteria anaerobia Gram positiva. Forma parte de la flora intestinal de los humanos y es la causante de los abscesos, grangrena, enterocolitis neutropénica y sepsis.
Neisseria gonorrhoeae
Es una bacteria Gram negativa causante de la gonorrea, una enfermedad de transmisión sexual.
Helicobacter pylori
Es una bacteria de Gram negativa. Sobrevive solamente en el aparato digestivo de los seres humano. En algunos casos se desconoce la presencia de la H. pylori, dado que no se presenta ningún síntoma. Sin embargo, en otros casos puede generar gastritis y úlceras, entre otras afecciones.
Serpulina hyodysenteriae
Es una bacteria causante de la disentería porcina, que solo afecta a los cerdos.
Sorangium cellulosum
Es una bacteria Gram-negativa y tiene el genoma más grande conocido en una bacteria.