Motilidad
Definición de motilidad
La motilidad es la capacidad de una célula u organismo para moverse por su propia cuenta gastando energía. Los medios de motilidad pueden variar desde el uso de músculos por parte de los animales hasta células individuales que pueden tener estructuras microscópicas que impulsan la célula.
La mayoría de los animales son móviles y utilizan medios como caminar, deslizarse, nadar y volar para impulsarse por el mundo.
Muchos organismos unicelulares y microscópicos también son móviles, utilizando métodos como la motilidad flagelar, el movimiento ameboide, la motilidad deslizante y la motilidad enjambre.
El examen de los diferentes tipos de motilidad nos da una visión fascinante de las diferentes formas en que las formas de vida utilizan para resolver problemas similares.
Tipos de motilidad
Músculos
La mayoría de los animales se mueven haciendo uso de los músculos. Los músculos son bandas de células diseñadas específicamente para cambiar de longitud, estirarse y contraerse a voluntad.
La mayoría de los animales utilizan las propiedades de cambio de forma de los músculos junto con estructuras esqueléticas rígidas, como huesos y exoesqueletos. Al usar los músculos para empujar y tirar de sus partes rígidas del esqueleto, los animales pueden realizar maniobras como caminar, nadar y volar.
Algunos animales no tienen huesos, sino que utilizan los músculos para realizar el movimiento de otras formas. Los gusanos y las medusas, por ejemplo, se impulsan directamente mediante interacciones musculares con su entorno.
Los gusanos se impulsan a sí mismos únicamente expandiéndose y contrayéndose con un movimiento similar al de un deslizamiento, mientras que las medusas usan «bombas» musculares para expulsar el agua e impulsarse hacia adelante de esa manera.
Movimiento Hidráulico
Algunos artrópodos, como las arañas, utilizan realmente el movimiento hidráulico. Si bien las arañas y otros artrópodos tienen músculos, solo usan estos músculos para algunos movimientos.
Para extender sus patas, las arañas bombean líquido a sus patas. En algunas especies, esto les permite hacer saltos muy rápidos y poderosos más allá de lo que se podría lograr usando solo el músculo.
Esta es también la razón por la que las arañas muertas se encuentran generalmente acurrucadas, con las patas en una bola apretada. Cuando se deshidratan, las arañas pueden usar los músculos para contraer las piernas, pero no pueden extenderlas, ya que no tienen suficiente líquido interno para hacerlo. ¡Esto hace que la deshidratación sea un grave peligro para la salud de las arañas!
Aunque las plantas no son “móviles” en el sentido de que no pueden simplemente desarraigarse y caminar a otro lugar, pueden lograr una especie de movimiento al esparcir sus raíces, enredaderas y semillas a medida que crecen.
Debido a que las plantas deben poder usar la acción capilar y otros principios para mover el líquido a través de sus tallos y hojas, son expertas en el uso de principios químicos para mover el agua. Esto les permite lograr hazañas como atravesar barreras de hormigón, simplemente introduciendo agua en sus raíces en crecimiento a través de medios químicos.
Motilidad flagelar
Los flagelos son apéndices microscópicos en forma de cola que algunos organismos unicelulares y multicelulares utilizan para realizar el movimiento. Al igual que las colas de los delfines y otros animales grandes, se mueven de tal manera que impulsan a sus células huésped a través de ambientes líquidos.
Se encuentran múltiples tipos diferentes de flagelos en diferentes poblaciones de células: las arqueas, las bacterias y las células eucariotas tienen sus propios diseños para producir apéndices en forma de cola que permiten que la célula se mueva.
Debido a que estos organismos microscópicos o unicelulares no tienen sistemas nerviosos complejos, los flagelos a menudo se mueven por sí mismos. Los propios flagelos pueden estar equipados con dominios químicos que responden a cambios ambientales, como cambios en la luz, la temperatura o ciertas señales químicas, y mueven su célula huésped hacia condiciones deseables o lejos de las peligrosas.
Quizás el ejemplo más famoso de flagelos conocido por los humanos son los espermatozoides, que usan los flagelos para nadar hacia los óvulos en el útero.
Movimiento ameboide
El movimiento ameboide es otro tipo de movimiento comúnmente utilizado por células individuales y organismos microscópicos. A diferencia de la motilidad flagelar, el movimiento ameboide es más común en las células eucariotas.
En el movimiento ameboide, una célula se mueve extendiendo una parte de su membrana y citoplasma, y luego transfiriendo su citoplasma al nuevo apéndice. Es esencialmente un tipo de rastreo, mediante el cual la célula se empuja a sí misma a través de una superficie plana.
El movimiento ameboide requiere un citoesqueleto flexible y altamente controlado como los que se encuentran en las células eucariotas. Las células procariotas, que tienden a ser más pequeñas y tienen citoesqueletos menos sofisticados, generalmente no pueden cambiar su forma y mover su citoplasma de esta manera.
Motilidad del enjambre
La motilidad de enjambre es un tipo de motilidad que practican las colonias bacterianas. Cuando las condiciones ambientales son adecuadas, las colonias de estos organismos unicelulares experimentan cambios que les permiten moverse juntas a través de superficies planas.
Los cambios observados en la motilidad del enjambre incluyen la aparición de una gran cantidad de flagelos y la secreción de un «tensioactivo», un líquido que recubre las bacterias en secreto sobre la superficie que facilita el movimiento. Las bacterias luego se mueven en masa, a veces formando balsas, fibras o tractos para moverse cooperativamente.
Hay muchas cosas que los científicos aún no comprenden sobre qué desencadena la motilidad del enjambre o cómo funciona exactamente. Este es un ejemplo intrigante de una situación en la que los organismos unicelulares que normalmente no funcionan juntos pueden desencadenarse para que actúen juntos como uno solo.
Motilidad deslizante
Se ha observado que varias especies bacterianas se mueven «deslizándose» a través de mecanismos que no se comprenden completamente. La «motilidad deslizante» se utiliza actualmente para referirse al movimiento realizado por una serie de especies bacterianas y eucariotas, cuyos mecanismos probablemente sean diferentes.
Se ha descubierto que algunas bacterias que utilizan la «motilidad deslizante» expulsan un líquido parecido al moco de una manera que podría facilitar el movimiento. Otros se amarran a superficies planas y tiran de esas ataduras para moverse. Se cree que otras células que practican la «motilidad deslizante» tienen partes giratorias en la superficie de sus cuerpos que permiten esta forma de locomoción.
En última instancia, es necesario realizar mucha más investigación antes de saber cuántos tipos de “motilidad deslizante” existen y con qué precisión funciona cada uno de ellos. En cualquier caso, los tipos de movimiento utilizados en la “motilidad de deslizamiento” no parecen comunes, y cada uno de ellos es practicado solo por unas pocas especies microscópicas.
Ejemplos de motilidad
Esperma
La imagen del espermatozoide, la » cabeza » pequeña y redonda con la «cola» larga, es una imagen típica de una célula que utiliza un flagelo para impulsarse.
Entonces sabemos que los espermatozoides se impulsan a sí mismos utilizando estos flagelos, que funcionan según los mismos principios de desplazamiento de fluidos que cualquier otro tipo de movimiento de natación. Pero, ¿cómo «saber» los espermatozoides en qué dirección nadar?
Las células que utilizan el movimiento flagelar pueden tener cualquier cantidad de proteínas que detectan cambios de temperatura, luz o señales químicas en el medio ambiente y responden en consecuencia.
En el caso de los espermatozoides, las proteínas distribuidas por la membrana celular del esperma responden a las señales químicas liberadas por el óvulo. Cuando se encuentran estas señales químicas, los cambios en el citoesqueleto del esperma dirigen al espermatozoide a nadar hacia las señales.
El resultado final, si el esperma tiene éxito, es la fertilización y el embarazo.
Humanos
No es ningún secreto que los humanos caminan sobre dos piernas. ¡De lo que quizás no se dé cuenta es de lo complicado que es este proceso! Los mejores especialistas en robótica todavía están trabajando para crear robots que puedan equilibrar la forma en que lo hacemos.
Los biólogos evolutivos difieren acerca de por qué nuestros primeros antepasados podrían haber comenzado a caminar sobre dos piernas, en lugar de las cuatro, mucho más fáciles.
Algunos sugieren que caminar sobre dos piernas era más fácil para los descendientes de especies trepadoras de árboles como los chimpancés, quienes estaban acostumbrados a jalarse hacia arriba con los brazos mientras se empujaban hacia arriba con las piernas en el ambiente aéreo.
Otros especulan que nos convertimos en bípedos para permitirnos estar de pie y mirar hacia la hierba alta de la sabana para detectar depredadores que podrían estar acechando en ella. Otros creen que estar de pie nos permitió llevar artículos y usar herramientas con nuestros dedos y pulgares, que originalmente evolucionaron para agarrar las ramas de los árboles.
Cualquiera que sea el caso, la forma humana de motilidad es un triunfo de la evolución, ¡uno que los mejores científicos todavía están tratando de replicar en el laboratorio!
Términos de biología relacionados
- Ameba: Un tipo de organismo eucariota unicelular que es capaz de moverse extendiendo «pseudópodos» en la dirección deseada.
- Flagelos: estructuras microscópicas que se encuentran en muchas arqueas, bacterias y células eucariotas que se mueven para permitir que la célula «nade».
- Músculo: tejido formado por células especiales que están diseñadas para expandirse y contraerse, con fuerza y rapidez. Las células musculares a menudo se optimizan para permitirles usar grandes cantidades de ATP muy rápidamente para lograr movimientos fuertes y rápidos.
