Crecimiento de los seres vivos

El crecimiento de los seres vivos rara vez es aleatorio. Más bien, ocurre de acuerdo con un plan que finalmente determina el tamaño y la forma del individuo. El crecimiento puede estar restringido a regiones especiales del organismo, como las capas de células que se dividen y aumentan de tamaño cerca de la punta del brote de la planta. O las células involucradas en el crecimiento pueden estar ampliamente distribuidas por todo el cuerpo del organismo, como en el embrión humano. En este último caso, las tasas de división celular y de aumento del tamaño celular difieren en diferentes partes. Que el patrón de crecimiento está predeterminado y regular en plantas y animales se puede ver en las formas de los adultos. Sin embargo, en algunos organismos, en particular los mohos mucilaginosos, no se produce un patrón regular de crecimiento y el resultado es una masa citoplásmica sin forma.

La tasa de crecimiento de varios componentes de un organismo puede tener consecuencias importantes en su capacidad para adaptarse al medio ambiente, pudiendo desempeñar un papel en la evolución y en  como obtienen energia los seres vivos.

Tipos de crecimiento de los seres vivos

En celdas

El aumento de tamaño y los cambios de forma de un organismo en desarrollo dependen del aumento del número y tamaño de las células que componen al individuo. El aumento en el número de células ocurre por un mecanismo reproductivo celular preciso llamado mitosis. Durante la mitosis, los cromosomas que contienen el material genético se reproducen en el núcleo, y luego los cromosomas duplicados se distribuyen con precisión a las dos células hijas, uno de cada tipo cromosómico va a cada célula hija. Cada extremo de la célula en división recibe un juego completo de cromosomas antes de que los extremos se separen. En las células animales, esto es un pellizco (citocinesis) de la membrana celular; en las células vegetales se forma una nueva pared de celulosa entre las células.

En animales

El crecimiento de los animales está más restringido en el tiempo que el de las plantas, pero la división celular se distribuye más generalmente por todo el cuerpo del organismo. Aunque la tasa de división celular difiere en diferentes regiones, la capacidad de división celular está ampliamente distribuida en el embrión en desarrollo. El aumento de tamaño es rápido durante el período embrionario, continúa a un ritmo reducido en los juveniles y luego está ausente. Sin embargo, la división celular y el aumento de tamaño continúan, incluso después de que ya no se produce un aumento en el tamaño corporal total. Debido a que estos eventos se equilibran con la muerte celular , el aumento del número de células post-juvenil es principalmente un fenómeno de reemplazo. El aumento de altura en los mamíferos está limitado por el cese de la división celular y la deposición ósea.en los huesos largos. El largo período juvenil de crecimiento en humanos es inusual, la mayoría de los animales superiores alcanzan el tamaño maduro poco después del final del desarrollo embrionario. Del mismo modo, todos las células nerviosas del cerebro se forman al final del período embrionario. El aumento adicional del tamaño del sistema nervioso se produce por el crecimiento de las fibras nerviosas y el depósito de un material aislante graso a lo largo de ellas. Aunque el mayor aumento en el tamaño de las células nerviosas se produce, como en las células vegetales, después del cese de la división celular, el crecimiento de la fibra nerviosa en animales representa un verdadero aumento en la cantidad de citoplasma y superficie celular y no solo una absorción de agua.

Las tasas de crecimiento y división celular pueden variar ampliamente en diferentes partes del cuerpo. Este aumento diferencial de tamaño es un factor primordial para definir la forma de un organismo.

Crecimiento de los seres vivos normal y anormal

Tumores

Cuando el crecimiento de los seres vivos no está debidamente regulado, pueden producirse anomalías y tumores. Si el aumento en el número de células hepáticas es anormal, por ejemplo, pueden producirse tumores del hígado o hepatomas. De hecho, una característica de los tumores malignos, o cánceres, es la ausencia de los patrones y tasas de crecimiento habituales. Las células de los tumores malignos, además de tener tasas de crecimiento anormales, tienen propiedades adhesivas alteradas, lo que les permite desprenderse fácilmente del tumor; de esta manera, las células pueden diseminarse a otras partes del cuerpo (hacer metástasis) y crecer en lugares inusuales. Es el crecimiento de tumores en lugares distintos al órgano de origen lo que suele provocar la muerte de un organismo. Los tumores pueden variar ampliamente en sus tasas de crecimiento. Pueden crecer muy rápidamente o tan lentamente que la velocidad se acerque a la de la división celular normal en tejidos adultos.

Los tumores no sólo se caracterizan por un aumento en la tasa de división celular, sino también por patrones anormales de crecimiento. Las nuevas células formadas en el tumor no se organizan ni se incorporan a la estructura del órgano y pueden formar grandes nódulos. Estos crecimientos anormales pueden no presentar problemas médicos o pueden causar efectos desastrosos, como es el caso de la presión sobre el cerebro causada por una masa tumoral de la cubierta meníngea del cerebro.

Regeneración

No todos los crecimientos anormales son tumores. Si un árbol se quema parcialmente, las células debajo de la corteza producen una nueva cubierta para las hebras vasculares expuestas. El crecimiento puede no ser normal, y es evidente una cicatriz obvia o crecimiento de la nueva corteza. De manera similar, si la piel de un mamífero está severamente lesionada, la reparación, aunque anormal e imperfecta, no causa dificultad fisiológica al organismo. Muchos organismos poseen la capacidad de volver a crecer o regenerar, con diversos grados de perfección, partes del cuerpo que se han perdido o dañado. Las salamandras poseen notables poderes de regeneración, pudiendo formar nuevos ojos o una nueva extremidad si se pierde el original.

Los lagartos pueden regenerar una nueva cola; incluso los humanos pueden regenerar partes del hígado. Las razones de las diferencias en los poderes regenerativos en diferentes animales siguen siendo un misterio fascinante de gran importancia práctica. Cuando ocurre la regeneración, algunas células especializadas generalmente pierden sucaracterísticas y entrar en un período de aumento de la tasa de división celular; posteriormente, las nuevas células se vuelven a especializar en los tejidos de la parte original del cuerpo. Las plantas cuyas puntas se pierden, como en la poda, a veces también pueden formar nuevos centros meristemáticos a partir de tejidos latentes y producir nuevos brotes.

Crecimiento compensatorio

Muchos órganos de animales se presentan en pares, y si uno se pierde, el miembro restante aumenta de tamaño, como si respondiera a las demandas de un mayor uso. Esto se denomina reacción compensatoria y puede ocurrir por un aumento en el tamaño de las células (hipertrofia), por un aumento en la tasa de división celular (hiperplasia) o por ambos. Aunque un aumento en el número de células es el principal responsable de la reacción compensatoria del riñón, el número de unidades de filtración individuales (glomérulos) no aumenta. Por lo tanto, la división celular aumenta el tamaño de los glomérulos pero no el número total.

Factores que regulan el crecimiento

Factores medioambientales

La temperatura

El entorno en el que vive un organismo juega un papel importante en la modificación de la tasa y extensión del crecimiento. Los factores ambientales pueden ser físicos o químicos. Los organismos y las células que los componen son extremadamente sensibles a los cambios de temperatura; a medida que la temperatura desciende, las reacciones bioquímicas necesarias para la vida ocurren más lentamente. Un descenso de la temperatura de 10 °C (18 °F) ralentiza el metabolismo al menos dos veces y, a menudo, más.

El ancho de los árboles aumenta en parte por la división celular y el agrandamiento del tejido meristemático secundario debajo de la corteza. Durante el frío del invierno, la división y el agrandamiento de las células pueden cesar por completo; pero durante la primavera se produce un crecimiento renovado. Este crecimiento intermitente está influenciado por la temperatura, la luz y el agua. La cantidad de crecimiento puede disminuir considerablemente si la primavera es fría, si la duración del día cambia debido a obstrucciones que bloquean la luz del sol o si ocurre una sequía. De hecho, el ancho de anillos de crecimiento visibles en la superficie del tronco del árbol cortado proporciona una historia parcial de las condiciones climáticas, el espaciado de los anillos de crecimiento de diferentes tamaños se ha correlacionado con períodos conocidos de sequía y frío para proporcionar una datación arqueológica confiable de varias estructuras.

La temperatura también afecta tanto a los animales de sangre caliente como a los de sangre fría. Muchos vertebrados de sangre caliente ( p. ej., osos) y de sangre fría ( p. ej., ranas) dejan de crecer durante el frío invierno y simplemente entran en un estado inactivo o inactivo.estado latente, que se caracteriza por una tasa muy baja de metabolismo. En los animales que no se vuelven inactivos, se produce una mayor demanda de consumo de alimentos durante los períodos fríos para proporcionar energía para mantener la temperatura corporal; esta utilización de la energía de los alimentos puede limitar la energía disponible para aumentar el tamaño si escasean los alimentos.

Presión

Debido a que la presión atmosférica es relativamente constante excepto en las montañas, probablemente tenga poca importancia en la regulación del crecimiento. Sin embargo, los aumentos en la presión en las profundidades del océano pueden ser significativos, ya que se sabe que los aumentos en la presión hidrostática interfieren con la división celular. Los tejidos de los peces de aguas profundas deben haberse adaptado a tales efectos de presión, que hasta ahora han sido poco estudiados. Los movimientos de la atmósfera terrestre (vientos) pueden afectar los patrones de crecimiento de los árboles y arbustos, como es evidente en las formas exóticas de ciertas coníferas que crecen a lo largo de las costas expuestas a los fuertes vientos dominantes.

Luz

Los efectos de la luz sobre los animales, aunque menos evidentes, pueden ser importantes, como, por ejemplo, el efecto de la luz sobre el crecimiento del aparato reproductor de algunos animales. El aumento de la duración del día, y por lo tanto de la cantidad de luz, parece iniciar el crecimiento y desarrollo de los órganos sexuales (gónadas) en algunas aves durante la primavera. Curiosamente, los ojos no son los receptores de la señal luminosa que activa el sistema endocrino para iniciar el crecimiento de las gónadas; más bien, las células profundas del cerebro son sensibles a las pequeñas cantidades de luz que pasan directamente a través del delgado cráneo del ave.

De todos los factores físicos, la luz juega el papel mejor entendido y más dramático. Muchos de los efectos de la luz sobre el crecimiento de las plantas son obvios y directos. La energía luminosa es la fuerza impulsora de fotosíntesis, la serie de reacciones químicas en las plantas verdes en las que el dióxido de carbono y el agua forman carbohidratos y de las que depende en última instancia toda la vida. La luz insuficiente causa la muerte o el retraso del crecimiento en las plantas verdes. Pero la luz también tiene efectos indirectos de gran importancia. Las plantas verdes poseen pequeñas cantidades de un pigmento llamado fitocromo que puede existir en dos formas. Estas conversiones tienen consecuencias dramáticas.

La mayoría de los animales muestran actividad cíclica , o ritmos, en varios eventos físicos importantes ( p. ej., movimiento) y químicos ( p. ej., respiración) que son esenciales para el individuo. Estos ritmos a menudo están regulados por una breve exposición a la luz.

Factores químicos

Los factores químicos de importancia en el medio ambiente incluyen los gases en la atmósfera y el agua, minerales y contenido nutricional de los alimentos. Las plantas requieren dióxido de carbono, agua y luz solar para la fotosíntesis; la sequía retrasa el crecimiento de las plantas e incluso puede matarlas. Se sabe que los efectos de los contaminantes atmosféricos, por ejemplo, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos y monóxido de carbono, tienen efectos nocivos sobre el crecimiento y la reproducción de plantas y animales.