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Biología
General
Notas de
Biología
Por:
Libardo Ariel
Blandón Londoño
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Biología General
3
Biología
General
Notas de biología
Por
Libardo Ariel
Blandón Londoño
Licenciado en Educación Agroambiental y Ciencias Naturales,
Politécnico colombiano Jaime Isaza Cadavid. Biólogo y Especialista en
Metodología de las Ciencias Experimentales Universidad de Antioquia.
Medellín
2013
Libardo Ariel Blandón Londoño
4
Biología General
Autor: Libardo Ariel Blandón Londoño
Writing: 2013
Edition Copyright 2013: Libardo Ariel Blandón Londoño
Diseño de Portada: AE
Autores Editores.
Todos los derechos reservados
Es un delito la reproducción total o parcial de este libro, su
tratamiento informático, la transmisión de ninguna forma o por
cualquier medio, ya sea electrónico, mecánico, por fotocopia, por
registro u otros métodos, su préstamo, alquiler o cualquier otra forma
de cesión de uso del ejemplar, sin el permiso previo y por escrito del
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reference to the title and author
Biología General
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PRESENTACIÓN
En los tiempos actuales donde la información pulula en todos los
rincones del planeta y en los anaqueles de las bibliotecas, es necesario
encontrar alternativas para acercarnos al conocimiento de los fenómenos
de la ciencia, especialmente de la Biología. En las actuales
circunstancias vemos cómo en las librerías existen libros de texto cuyos
contenidos prevalecen desde el Siglo pasado y que no se ajustan a un
curso en la Universidad, cualquiera que sea la orientación. Es por eso
que la experiencia adquirida en las aulas de clase permite desarrollar un
programa apropiado con los esquemas, bosquejos y ejemplos del
docente en cada clase como recurso didáctico.
Las notas de clase que presento son el producto del trabajo desarrollado
durante muchos semestres en la universidad, las cuales han sido
revisadas, corregidas y mejoradas cada vez que se termina un semestre
de acuerdo a las situaciones vividas con los estudiantes y después de
evaluar el curso con ellos.
Lo importante del curso no es el contenido en sí, pues la información se
halla por cantidades en internet, en las bibliotecas y en sistemas
audiovisuales, lo importante es cómo se puede acercar al estudiante al
conocimiento, cómo aprender a estudiar Biología, cómo aprender a
retener conceptos haciendo uso de las memotecnias y las distintas
técnicas para recordar mediante guías de lectura que le dan al
estudiante una idea de lo que debe saber de cada tema.
Como puede verse los temas están distribuidos de una manera hilada,
con una secuencia definida; empezamos con unas generalidades, entre
ellas un repaso sobre conceptos de evolución, sistemática y uso de los
nombres científicos, métodos de investigación y los pasos del método
científico, teoría sobre la distribución de los organismos, origen de los
Reinos de los seres vivos, conceptos generales sobre la célula, su
estructura, el núcleo, qué ocurre en su interior, la división celular, la
reproducción, desarrollo embrionario, características de los seres vivos y
una clasificación sencilla según el Reino.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Al final se presentan algunas bases de Ecología en las que se desarrollan
unos conceptos sobre los ecosistemas y lo que ocurre en ellos, como lo
es el flujo de la energía y el ciclo de la materia, para así aprender a
aprovechar los recursos naturales con mesura, y hacer consciente la
importancia del uso del medio ambiente sin degradarlo.
Espero que este módulo llene las expectativas del estudiante de Biología
general, que los esquemas le den luces sobre la interpretación de los
fenómenos que ocurren en los seres vivos, y que los conceptos, cuando
son modificados por uno nuevo, verdaderamente cumpla su función,
desechar el concepto viejo y acomodar el nuevo en el aparato mental.
El curso es una recopilación de temas que han sido organizados y
adaptados, existen algunos temas bajados de internet, lo mismo que
muchos esquemas y fotos, otras han sido elaboradas y redactadas por el
autor el cual no está usurpando derechos puesto que no se está
presentando el texto como propio.
Biología General
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PRÓLOGO
Sabemos que el cosmos es ilimitado… y que nuestra imaginación nos
lleva a donde queramos… si miramos hacia arriba nos hallamos frente a
una inmensidad infinitamente extensa; sin embargo esa gran extensión
está atrapada en tres dimensiones. Dimensiones, que desde el punto de
vista Euclidiano están muy bien definidas. Basta con mirar la
profundidad del firmamento para sentirnos insignificantes criaturas.
Pensemos en un viaje imaginario por el cosmos, aumentemos nuestro
tamaño de una manera gradual e indefinida, salgámonos de esta
atmósfera en la que estamos atrapados como pececillos en una pecera;
nos sentimos libres con relación a este espacio que habitamos pero
entramos a otra esfera mayor, seguimos atrapados en tres dimensiones.
Empezamos a ver galaxias, galaxias y más galaxias hasta vernos frente a
un archipiélago de ellas; cómo se ven más juntas a medida que salimos
de este cosmos… estamos frente a un nuevo cosmos: el macrocosmos
Continuemos aumentando nuestro tamaño, y veamos qué pasa con las
galaxias. Se ven, cada vez, en mayor cantidad formando una masa
amorfa y muy extensa, la distancia entre ellas disminuye gradualmente y
los astros que las componen pasan a ser simples partículas que se
desplazan unas alrededor de otras cada vez a mayor velocidad y más
cerca unas de otras, el tiempo parece transcurrir más rápido. El
movimiento de las partículas es cada vez más vertiginoso para el
observador. Téngase en cuenta que desde la tierra cuando observamos el
movimiento de los astros, este movimiento no se percibe a simple vista,
la velocidad es aparentemente muy baja, ésta varía cuando cambiamos
el punto de observación.
Esa masa amorfa y enormemente extensa se va haciendo más maciza
ante nuestros ojos, es decir va aumentando su densidad, mejora su
resolución. ¿Será que si continuamos aumentando nuestro tamaño para
ver el cosmos desde más lejos, esa masa amorfa empieza a tener forma
para este nuevo observador? ¿Qué pasará con la velocidad? ¿Qué ocurre
con el tiempo? Desde el sistema solar La tierra se demora un año para
darle una vuelta al sol, pero desde aquí, desde este nuevo punto de
Libardo Ariel Blandón Londoño
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observación las cosas son distintas, la tierra le da miles de vueltas en
cuestión de segundos. ¡Qué fenómeno tan curioso!
Ese conjunto de galaxias, ¿acaso son partículas de nuevos cuerpos, cosas
o criaturas de otros mundos superiores? ¿mundos que están emplazados
en niveles por encima de los que conocemos? En estas circunstancias el
tiempo es otro y las cosas se mueven a gran velocidad; si no, miren esa
pequeña partícula espiralada llamada Vía Láctea cómo es arrastrada por
el viento intergaláctico. Sus subpartículas semejan los electrones de un
átomo, obsérvese cómo sus movimientos son tan rápidos que no se
pueden ver individualmente, se ven como una nube de polvo. Pensemos
en que estas masas de materia fueran átomos que constituyen moléculas
enormes y que éstas forman compuestos de mayor tamaño, estaríamos
frente a otro mundo tal vez con características, a escala, iguales o
diferentes pero formando un universo MACRO.
Si nos ubicamos de nuevo en nuestro espacio cósmico adquirimos
nuevamente el tamaño que estamos acostumbrados a ver, el del
COSMOS. Todo es aparentemente normal, los astros giran tan despacio
que ni siquiera percibimos sus movimientos, los astros los vemos
distantes y aparentemente quietos y el tiempo vuelve a su normal paso…
qué acurre si tomamos un tamaño, cada vez más pequeño y empezamos
a penetrar por los poros de los cuerpos, pues es claro que la materia por
muy densa que sea tiene espacios entre su arquitectura. Igual ocurre con
los cuerpos de los seres vivos, entre los tejidos hay un espacio que
contiene los elementos básicos para que las células sobrevivan y ese
fluido extracelular denominado FEC está compuesto por sustancias las
cuales presentan espacios intermoleculares. Si, haciendo uso de nuestra
capacidad imaginativa de volvernos cada vez más pequeños, nos
ubicamos en el FEC y entramos a la célula sumergidos en unas cuantas
moléculas de agua, sustancia que la célula necesita, nos encontramos
con una enorme empresa, que produce materiales de diversas clases
como proteínas por ejemplo, consume grandes cantidades de energía,
desecha material que no le sirve y almacena el que puede necesitar, es
una empresa tan perfecta que parece administrada por sabios, es la que
mejor maneja sus recursos y mejor optimiza la energía.
Biología General
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Penetremos los retículos y atravesemos las membranas del núcleo,
estamos flotando en un líquido viscoso de carácter ácido llamado red de
cromatina. Para mejorar la estadía allí nos podemos instalar en un
nucléolo el que desaparece cuando la célula comienza a prepararse para
su división. Es interesante observar cómo van cambiando las
características del contenido intracelular; el DNA se desenrolla
lentamente y va surgiendo como una enorme serpiente subacuática
mostrando sus dos cadenas de polinucleótidos que parecen
interminables. Luego vemos cómo las bases nitrogenadas
complementarias se van separando y van apareciendo del contenido
nuclear nuevas bases para dar origen a una nueva cadena que va siendo
rodeada por un estuche grueso de proteína, estamos presenciando la
formación de los cromosomas.
Si continuamos disminuyendo paulatinamente nuestro tamaño, podemos
meternos en un cromosoma aprovechando la separación de las bases
nitrogenadas complementarias. Nos hallamos ante un enorme
promontorio de cuerpecillos de diferentes tamaños, los cromosomas
formando díadas, con una característica extraordinaria: trasmitir los
caracteres hereditarios. Dentro de casa estructura se halla la doble
cadena de DNA, sumamente organizada formando la escalera en espiral.
Entre los largueros paralelos de la escalera enrollada como una espiral,
se observa una gran distancia, cada barrote tiene seis enormes
moléculas, moléculas que están unidas entre sí por campos energéticos
especiales llamados enlaces. Cada molécula tiene una gran variedad de
cuerpos conocidos como elementos los largueros de la escalera son tan
gruesos que sirven a la vez de “pasamanos” y están formados por varios
elementos: un Fósforo en el centro y cuatro oxígenos en derredor, a una
distancia bastante considerable. Esa molécula es el famoso ácido
fosfórico. ¡qué molécula tan grande.! El fósforo que se encuentra en el
centro ejerce una fuerza de atracción tan grande que no permite que los
cuatro oxígenos se desprendan de él. Permanecen tan atraídos como los
planetas del sol.
Volvamos a los barrotes, éstos están conectados a los largueros también
por campos de atracción tan fuerte que mantiene la estructura sin
deformarse, no requiere de clavos ni pegantes, sólo hay campos de
atracción. Existe un enorme anillo de cinco elementos a distancias tan
Libardo Ariel Blandón Londoño
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estratégicas que parecen pentágonos si uniéramos los campos de
atracción con líneas, son las desoxirribosas o azúcares de cinco carbonos
que sirven de puentes a las enormes moléculas de las bases nitrogenadas
con los grupos fosfatos. Pero nos hagamos tanto énfasis en describir
cada molécula, continuemos disminuyendo aún más nuestro tamaño y
viajemos a través de uno de los anillos, el de la pentosa. Sabemos que es
un anillo porque los cinco elementos que lo componen permanecen
equidistando de un centro imaginario conservando la forma de una
constelación donde las estrellas son cuatro elementos de carbono y uno
de oxígeno y a la distancia se ven como un pentágono si uniéramos con
líneas dichos elementos. ¡Qué espacio tan enorme existe entre esas cinco
estructuras!
Vale la pena continuar el viaje empequeñeciéndonos aún más. Ya
necesitamos una nave espacial que nos transporte de un elemento a otro,
como si fuera de una estrella a otra… como podemos darnos cuenta, los
cuerpos elementales se mantienen a distancia por fuerzas de atracción
entre ellos mismos, esas fuerzas de atracción forma campos energéticos
tan potentes que no permiten que la materia se deforme.
Desplacémonos a un astro o elemento cualquiera del anillo, a uno de los
carbonos por ejemplo: estamos acercándonos a la órbita de un enorme
cuerpo que emite una radiación la que empieza a hacerse más evidente a
medida que nos acercamos a él. –una luz a la distancia puede verse muy
tenue, pero a medida que nos acercamos a ella se hace más fuerte, más
viva- nos estamos acercando a un cuerpo cada vez más luminoso, el
astro, o la galaxia tal vez, llamada carbono.
¡Qué luminosidad tan brillante tenemos al frente, pero vayamos hacia
ella, aumentémosle a la pequeñez y continuemos el viaje Estamos frente
a un universo quieto, todo lo contrario al macrocosmos. Aquí todo es
estático, no hemos visto movimiento alguno, al menos un movimiento
aparente. Significativo.
Continuemos acercándonos más a aquel astro carbono, el tiempo parece
detenerse debido a la quietud de los cuerpos que allí se observan, no es
que parece, es que el tiempo tiende a detenerse, pues estamos tardando
mucho tiempo para trasladarnos de un ´átomo a otro. En el cosmos
Biología General
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normal el traslado de un átomo a otro es inmediato, ni siquiera se puede
medir el tiempo dada su inmediatez.
Continuemos con nuestro viaje a la infinitez de lo pequeño, estamos
viendo un enorme universo submolecular, estamos entrando al universo
del MICROCOSMOS donde las cosas son a otro precio: el tiempo se
detiene, todo está sumido en una quietud inimaginable y las distancias
son astronómicas. Estamos penetrando el sistema Átomo de Carbono,
Tendremos qué atravesar las barreras o capas de electrones (Efecto
pantalla) para poder llegar a su núcleo que consiste en 12 enormes
cuerpos, seis con carga positiva y seis sin carga alguna (son los Protones
y los Neutrones). Es tan alta la suma de las cargas que la quietud de los
cuerpos es obvia.
Ubicados en el núcleo podemos notar que existen grandes espacios entre
dichos corpúsculos debido a que como tienen la misma carga éstos se
repelen entre sí. Estamos presenciando enormes vacíos repletos de
cargas positivas que frenan cualquier movimiento en los corpúsculos
que allí existen. Como todo es estático, ni el tiempo, ni la luz tienen
sentido. Es el verdadero ABSOLUTO
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Biología General
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INTRODUCCIÓN
La Biología es la ciencia de la vida. Su centro de estudio son los seres
vivos, estos seres son la razón de ser de la Biología. Podemos definir un
ser vivo como tal, mas no la vida, es tan fácil identificarla, saber que un
ser es vivo o no por las características que presenta a simple vista, pero
la vida no nos atrevamos a definirla porque definir es limitar, encasillar
y la vida no nos permite encasillarla. En el momento en que la
definamos podemos crearla y hasta hoy ha sido imposible lograrlo. Bajo
ciertas condiciones se puede postergar la vida en un cuerpo, pero no
crearla.
Basta con mirar un cuerpo para saber si es un ser vivo o no, no es
necesario hacer un análisis minucioso, basta con mirarlo simplemente.
Sus características elementales lo permiten, ¿respira? ¿se mueve?
¿crece? ¿se reproduce?
Diferencias entre un der inerte y un ser vivo
La foto 1 muestra un cristal de sal y la 2 muestra células de la mucosa bucal.
Este conjunto de características lo delatan como ser vivo y, en resumen,
constituye el metabolismo que consiste en todos aquellos intercambios
que el ser vivo realiza con el medio: toma del medio materiales y
energía y devuelve al mismo medio materia y energía transformada, en
su interior se llevó a cabo este conjunto de cambios, esto es:
metabolismo.
Para tener una idea clara sobre la vida miremos el siguiente ejemplo:
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Pensemos en una piedra y un animal. El animal tiene movimientos
controlados, sube una cuesta y luego desciende por cuenta propia. La
piedra no realiza ninguna de las dos acciones: hay que subirla y dejarla
que ruede libremente por acción de la gravedad. El animal se comporta
y la piedra no.
Este fenómeno del comportamiento involucra aspectos como
reproducción, crecimiento, reacciones ante diferentes estímulos,
búsqueda de alimento, celo, cuidado de la prole, y un sinfín de
elementos que le permiten vivir, adaptarse a diferentes medios y
disfrutar del gozo de existir.
Entre el grupo de seres vivos, el único capaz de complicarse la vida
realizando estos análisis es el hombre, pues los demás no saben en qué
categoría se hallan ni cómo se llaman. No saben que están siendo
estudiados o clasificados, ignoran su ubicación en el espacio y en el
tiempo. Compliquémonos, entonces la vida por un tiempo y empecemos
a desgranar, paso a paso esta serie de conceptos sobre Biología para que
entendamos mejor nuestra existencia, nuestra razón de ser y hagamos
uso adecuado del medio que. nos rodea, de los Recursos Naturales y una
racionalización en la alteración del paisaje.
Los conceptos que vamos a dilucidar son elementales, lo que vemos a
diario pero que no entendemos o que se nos pasa desapercibido; y que
por ser elementales no son menos importantes que aquellos conceptos
científicos que manejan los biólogos, precisamente son estos conceptos
los que contribuyen al desarrollo de aquéllos, al avance de la ciencia.
Biología General
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CONTENIDO
Pg.
1. FUNDAMENTOS DE LA BIOLOGÍA 19
1 Nominación científica 19
2 Diseño de un experimento 24
Ejercicio 1 27
3 La Biología como ciencia 31
4 Composición química de la materia viva 37
Ejercicio 2 58
2. UNIDAD FUNDAMENTAL: La célula 63
1 Descubrimiento 65
2 Estructura 67
Ejercicio 3 74
3 Transporte a través de membrana 75
Ejercicio 4 80
4 El núcleo celular 82
Ejercicio 5 92
Ejercicio 6 102
5 División celular 103
Ejercicio 7 118
3. FUNDAMENTOS DE EMBRIOLOGÍA 123
1 Gametogénesis 124
2 Fecundación y desarrollo 125
3 Organogénesis 130
Ejercicio 8 134
Libardo Ariel Blandón Londoño
16
4 LOS REINOS DE LOS SERES VIVOS 135
1 R Mónera 139
2 R.Protista 143
Ejercicio 9 148
3 R. Fungi o Micota 149
4 R. Vegetal 156
Ejercicio 10 161
5 R. Animal 161
Ejercicio 11 189
Ejercicio 12 215
5. FUNDAMENTOS DE ECOLOGÍA 219
1 Ecología 219
2 Los ecosistemas 219
3 La energía en los ecosistemas 223
Ejercicio 13 226
APÉNDICE
6. FUNDAMENTOS DE MICROSCOPÍA 231
1.-Resolución de una imagen 231
2.-Medidas micrométricas 233
3.-Poder de aumento 233
4.-Campo visual 234
Ejercicio 14 239
Biología General
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1
FUNDAMENTOS DE LA
BIOLOGÍA
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Biología General
19
1.-FUNDAMENTOS DE LA
BIOLOGÍA
1.1. Nominación científica
Aunque Linneaus no creyó en la evolución, su visión intuitiva sobre la
importancia de las homologías nos proporcionó un sistema de
clasificación que hoy todavía se acepta. También merece la gratitud de
los biólogos por haber creado un sistema de nomenclatura de las
especies. Cada idioma tiene sus propios nombres para las especies de
plantas, animales y microorganismos; así perro es hund para los
alemanes y chien para los franceses.
Los conocimientos biológicos, como los de cualquiera otra ciencia, se
logran independientemente de las fronteras nacionales, por consiguiente
los biólogos de cada país saben con toda precisión con qué organismos
han estado trabajando sus colegas de otros países. El sistema de nombres
científicos establecido por Linneaus cumple a cabalidad con este
cometido.
Los nombres científicos no se dan así de una manera espontánea, existen
normas internacionales que permiten identificar un espécimen en
cualquier parte del planeta, es un nombre unificado para todos los
idiomas y debe ser latinizado. Todo nombre científico debe escribirse
con letra bastardilla (este tipo de letra). Cuando no se dispone del tipo
de letra Bastardilla, basta con escribir el nombre con el mismo tipo de
letra que se viene usando y para salvarlo se subraya con una línea
continua que abarque las dos palabras por ejemplo: Desmodus rotundus
El nombre científico de toda especie consta, mínimamente, de dos
palabras la primera corresponde al Género al cual pertenece el
organismo y el segundo nombre es una característica de ese género, los
dos nombres corresponden al nombre científico de la especie; el
segundo nombre por sí solo no nos dice nada, concretamente al género
le da forma de un sustantivo y el segundo nombre la modalidad de
adjetivo. Frecuentemente el segundo nombre se deriva del nombre del
Libardo Ariel Blandón Londoño
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descubridor o del lugar donde fue descubierto. Por ejemplo el gorrión de
Brewer se denomina Spizella brewery En el primer nombre que es el
nombre genérico, la primera letra es mayúscula y el segundo empieza
con minúscula. El nombre científico de la mosca de la fruta es:
Drosophila melanogaster
Cuando en un nombre científico aparece un tercer nombres o su inicial,
no en letra bastardilla como en el ejemplo siguiente, éste último
corresponde al autor, al taxónomo que lo nominó; así el perro doméstico
se denomina Canis familiaris. Linneaus o Canis familiaris L. Éste
utilizó palabras de origen latino para designar el género y la especie,
pero en vista de que después de él se han descubierto tantas nuevas
especies, los taxónomos han acuñado palabras nuevas a las cuales se les
ha dado forma latina (latinización) como medellinensis o
copacabanensis.
Para escribir los nombres científicos, todos los biólogos de los distintos
países, por ejemplo en el Japón, en la China, en Alemania o en América,
utilizan las letras del alfabeto romano El latín y no los caracteres
propios de su alfabeto. Ejemplo: This animal is a Canis familiaris. The
scientific name is Canis familiaris.
Es fácil imaginar que dado el vasto número de especies por denominar,
puede presentarse el caso de que independientemente dos o más
taxónomos propongan diferentes nombres para designar el mismo
organismo; pero para resolver estas dificultades se han redactado reglas
definidas respaldadas por comisiones internacionales.
En ocasiones se incluye también, en el nombre científico de un
organismo, una tercera palabra latinizada y escrita en letra bastardilla, se
refiere al nombre de la subespecie y sirve para distinguir una forma
particular, a veces local de la especie, de otras formas de una misma
especie. No obstante las obvias diferencias externas, todas las razas de
perros pertenecen a una misma especie; se conocen especies que
contienen dos o más razas bien distintas. El único grupo taxonómico que
“realmente existe” es la especie, los demás grupos son artificiales, son
conceptuales, en síntesis, son construcciones para ordenar los distintos
grupos de seres vivos y así facilitar su estudio.
Biología General
21
Ubicación de un organismo mediante una clave taxonómica:
En la práctica es extremadamente difícil establecer la historia evolutiva
de la mayor parte de las especies; la mayoría, especialmente las de
cuerpo blando y los microorganismos, no dejaron prácticamente restos
fósiles de sus estructuras. En consecuencia los taxónomos deben ensayar
reconstruir la historia evolutiva de muchos grupos combinando las
pruebas indirectas, principalmente las homólogas existentes entre las
formas vivas con ciertas dosis de libre interpretación.
Aún los Reinos animal y vegetal son elaboraciones de la mente humana.
La existencia de organismos que no se ajustan ni a un grupo ni a otro
permitirá comprender la razón para establecer un tercer reino, el
Protista, un cuarto, el Fungi o Micota y un quinto, el Mónera. La
tendencia general en la clasificación, ha sido la de elevar el status de los
grupos más primitivos. Las algas verdeazules, por ejemplo, en alguna
época se consideraron como un orden dentro de la clase Algae, la cual, a
la vez, hacía parte del Phylum Thallophyta del Reino vegetal.
Hoy la mayoría de los taxónomos ubican las algas verdeazules en un
Phylum separado del Reino Mónera. En realidad, esta es otra manera de
expresar el convencimiento gradual de que muchos de los grupos
mayores de los organismos han tenido una historia evolutiva muy larga
e independiente. El árbol genealógico de la vida tiene ya más de tres
ramas principales, hoy son cinco que corresponden a los cinco Reinos
establecidos: Mónera, Protista, Fungi o Micota, Vegetal y Animal en su
respectivo orden evolutivo o de especialización. Hoy se habla ya de
ubicar las bacterias en un Reino aparte.
Para facilitar la ubicación taxonómica de un organismo, actualmente los
investigadores se valen de claves taxonómicas con dos alternativas.
Éstas se denominan claves dicotómicas, cada grupo de especialización
ha elaborado claves que son de suma importancia tanto para aquellas
personas que no son expertas como para las que han trabajado en temas
de taxonomía. Veamos un ejemplo: estamos en presencia de un
organismo determinado y queremos ubicarlo en un grupo taxonómico:
¿Qué hacemos?
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Veamos el siguiente ejemplo: es una guía tentativa que explica cómo se
realiza una clave dicotómica, no se ajusta a una clave real.
Primero: es vegetal o es animal. Si es vegetal pase a 1, si es animal pase
a 2.
Si el organismo que tengo es animal, paso a 2.
Es invertebrado o vertebrado: Si es invertebrado pase a 4, si es
vertebrado pase a 6.(o al número que señale la clave real)
Si mi organismo es vertebrado paso a 6.
Tiene aletas o es tetrápodo (4 extremidades): si tiene aletas pase a 7, si
es tetrápodo pase a 8
Si mi organismo es tetrápodo paso a 8.
Es homotermo o heterotermo: si es homotermo pase a 10, si es
heterotermo pase a 14
Si mi organismo es heterotermo paso a 14.
Tiene plumas o tiene pelo: si tiene plumas pase 16, y si tiene pelo pase a
20.
Si mi organismo tiene pelo paso a 20.
Es carnívoro o herbívoro. Si es carnívoro pase a 24, si es herbívoro pase
a 30.
Si mi organismo es carnívoro paso a 26.
Es felino o canino. Si es felino pase a 36, si es canino pase 40.
Si mi organismo es canino paso a 40.
Es salvaje o doméstico: si es salvaje pase a 46, si es doméstico pase a
50.
Si mi organismo es doméstico, paso a 50. Estoy en presencia, muy
probablemente, de un perrito doméstico.
Visite la siguiente página:
http://es.wikipedia.org/wiki/Clave_dicot%C3%B3mica
Biología General
23
Clasificación de algunos organismos.
Categoría HOMBRE MURCIÉLAGO
VAMPIRO
PERRO
DOMÉSTICO
REINO Animal Animal Animal
PHYLUM Chordata Chordata Chordata
SUBPHYLUM Vertebrata Vertebrata Vertebrata
CLASE Mamalia Mamalia Mamalia
ORDEN Primates Chiroptera Carnivora
FAMILIA Hominidae Phillostomidae Canidae
GÉNERO Homo Desmodus Canis
ESPECIE Homo
sapiens
Desmodus
rotundus
Canis
familiaris
En esta tabla se muestra la clasificación de varios individuos. En el espacio ensaye
otro espécimen
La evolución, normalmente tiende a diversificar las especies de los
organismos vivos. Permite que los individuos se diferencien más de sus
primos y de sus ancestros. Esto se conoce como divergencia evolutiva.
La historia general de la vida en la Tierra parece haber consistido en la
formación de tipos de organismos, cada vez más diferentes. Cada
dicotomía en el árbol genealógico representa dos tipos de organismos
divergentes a partir de uno, el antepasado común.
A veces la evolución parece actuar en sentido contrario. Dos linajes no
relacionados entre sí pueden llegar a parecerse estrechamente. Esta
evolución convergente explica la semejanza superficial que existe entre
pingüinos, ballenas y peces de una parte y aves, murciélagos e insectos
de la otra. La necesidad de nadar o volar eficazmente impone
limitaciones definidas en la forma del cuerpo. Los organismos que sin
estar relacionados entre sí, evolutivamente han tenido que ocupar un
mismo medio, cada uno ha evolucionado de manera adecuada respecto
al nuevo medio. El resultado ha sido el desarrollo de muchas semejanzas
de estructura y, como hemos visto, han creado algo así como un
rompecabezas para el taxónomo.
Libardo Ariel Blandón Londoño
24
Por fortuna el examen cuidadoso de las formas revela sus verdaderas
afinidades, aún el lego sabe que el pingüino es un ave y no un pez. La
ballena podría parecer más problémica, pero es bastante claro cuál es su
antepasado real. A diferencia de los peces verdaderos, la ballena tiene
sangre caliente, piel, lleva a cuestas su cría y la amamanta. Esto hace
que la ballena esté más relacionada con nosotros los mamíferos que con
los peces. Además la disección anatómica de la ballena, revela la
presencia de huesos rudimentarios que son homólogos a los de las
extremidades inferiores de los cuadrúpedos terrestres. A pesar de la
evolución convergente, la ballena no ha podido borrar la evidencia de su
verdadero linaje.
1.2 Diseño de un experimento
La observación desempeña un papel importante en un experimento. Es
el primero de los pasos de la lista. En este recurso se utilizan los cinco
sentidos físicos, junto con las técnicas de medición. Por lo tanto, se
entiende que siempre hay ciertas limitaciones en la toma de datos en las
observaciones.
Para observar, no necesariamente tenemos que ver con nuestros propios
ojos, podemos observar utilizando el olfato, la audición, y el tacto.
Además podemos utilizar instrumentos de medición de diversas
magnitudes como longitudes, áreas, volúmenes, capacidad, presión,
temperatura, podemos utilizar también medidas simples y compuestas;
éstas últimas se deducen de las primeras utilizando artificios
matemáticos como las fórmulas, en las cuales se hallan respuestas de
una manera indirecta; por ejemplo: hallar el área de un terreno:
conociendo la longitud del largo y del ancho, se calcula el área total.
Elaboración de un diseño experimental
En un criadero de pollos se ha observado que algunos tienen un
desarrollo deficiente, (baja talla y bajo peso). El experimentador cree
que el problema estriba en el tipo de alimento (Concentrado). En
consecuencia se puede hacer la siguiente inferencia: si cambiamos el
Biología General
25
alimento, el desarrollo será diferente y puede ser mejor. Para comprobar
la hipótesis será necesario realizar un experimento:
Los pasos que hay que seguir del método científico son:
1. Observación: observo las diferencias en tallas y pesos de cada
uno de los pollos.
2. Detección del problema: ¿qué está pasando que hay diferencias
en las tallas y en los pesos de algunos animales?
3. Hipótesis: debe ser el alimento. Respuesta tentativa.
4. Diseño del experimento: Elaboro una tabla para acomodar la
información y así proceder a la experimentación. Obsérvese la
tabla de la página siguiente:
5. Experimentación: llevo a la práctica el experimento. Ejecución
del experimento.
6. Registro y análisis de los datos, comparo resultados.
7. Conclusiones: se compara la variable experimental de lo grupo
control y grupo experimental para ver si coincide con la
hipótesis, si ésta se comprueba se concluye que verdaderamente
es el tipo de alimento el causante del problema.
Grupos
Variables
Grupo control Grupo
experimental
Variables
controladas
Número de pollos,
talla. Peso (masa) y
edad; dimensiones
de la jaula, lugar,
cantidad de agua,
cantidad de
alimento.
Igual número de
pollos, de igual
talla, peso y
edad; iguales
dimensiones de la
jaula, lugar,
cantidad de agua
cantidad de
alimento
Variable
experimental
Clase de alimento
(concentrado) Clase de
alimento (granos y
verduras)
Variable
dependiente
Peso y talla de los
pollos
Peso y talla de
los pollos
Libardo Ariel Blandón Londoño
26
El experimento está planteado, listo para ser ejecutado.
Numeral 5 Experimentación
Se toma un número determinado de pollos de igual (o muy aproximado)
peso, talla y edad y se forman dos grupos con igual número. Se pesan, se
miden y se anota la fecha. Se toman dos jaulas de iguales dimensiones,
equipadas con igual cantidad de agua, igual temperatura pero con
distinta tipo de alimento, una con granos y verduras y la otra con
alimento concentrado en igual cantidad (igual peso). Se instala cada
grupo de pollos en cada jaula, al cabo de un tiempo determinado se
sacan los animales, se pesan, se miden y se analizan y posteriormente se
toma nota de los resultados obtenidos.
Variables:
Existen dos grupos de pollos, sometidos al mismo tratamiento en cuanto
a agua, jaulas, temperatura, sitio, número, peso y talla entre otras. Uno,
el de control con el alimento normal: concentrado y otro, grupo
experimental con alimento diferente: granos y verduras. Al cambiar el
alimento en uno de los grupos se espera un cambio en el desarrollo.
Variables controladas: son el conjunto de elementos iguales que se
tomaron para cada grupo: número de animales, talla, peso, agua, jaulas,
lugar, cantidad de alimento, temperatura.
Como puede verse:
La variable experimental: es el tipo de alimento: concentrado para uno y
granos con verduras para el otro.
Variable dependiente: la que depende de la variable experimental
(cambio de alimento) que sería el peso y talla (consecuencia del
cambio).
Acomodemos esta información en el cuadro anterior: Se espera que los
pollos alimentados con concentrado tengan menor talla y peso; si esto
Biología General
27
ocurre, se comprueba que la hipótesis es verdadera. La conclusión es: el
tipo de alimento influye en el desarrollo de los pollos.
Ejercicio 1
De las siguientes afirmaciones: cuáles son falsas y cuáles verdaderas.
1. Los pasos del método científico deben seguirse al pie de la letra para
adquirir un conocimiento científico. ______ explique
2. La hipótesis es una pregunta o una respuesta surgida de la
observación ______ explique
3. Para elaborar un diseño experimental es necesario determinar los
grupos y las variables ______ por qué.
4. El grupo control es aquel que se somete a los cambios en relación con
el factor de estudio ______ por qué.
5. El ordenamiento de los datos se expresan a través de gráficas, éstas
me dicen cómo van los resultados _______
Qué significan los términos: falible, perfectible, predicción, racional y
objetivo
Interpretar las siguientes gráficas:
Libardo Ariel Blandón Londoño
28
(elaborado: Libardo Ariel Blandón L.)
La primera gráfica representa la curva normal de crecimiento de los
protozoos llamados Paramecium aurelia y Paramecium caudalis
cuando se desarrollaron por separado (sembrados en tubos diferentes): la
segunda representa el crecimiento de los mismos pero cuando están
juntos (sembrados en un mismo recipiente o tubo de ensayo).
¿Qué se puede deducir da cada una de las gráficas?, dé un concepto
sobre los resultados obtenidos en ambos casos.
Biología General
29
Según la siguiente información, dé una respuesta a cada una de las
preguntas:
En un laboratorio de Biología se realizó un experimento para determinar
qué tipo de hormona aceleraba el proceso de germinación de una
semilla. Para tal efecto se tomaron 90 semillas de una planta dada. 30 se
trataron con una hormona llamada auxina, 30 con otra hormona
denominada citocinina y 30 sin hormonas. Al final del experimento se
observó que las semillas tratadas con auxinas habían germinado 20
horas antes que el grupo control y las tratadas con citocinina germinaron
60 horas antes que las tratadas con auxinas.
Del texto anterior se puede deducir:
1 La utilización de hormonas acelera por igual la germinación de las
semillas.
2 Las semillas tratadas con auxinas y el grupo control germinaron al
mismo tiempo.
3 La citocinina es una hormona que no favorece la germinación.
4 La auxina y la citocinina aceleran la germinación.
En este experimento el grupo experimental es:
1 Semillas tratadas con auxina
2 Semillas tratadas con citocinina
3 Semillas tratadas sin hormonas
4 Las dos primeras.
La variable dependiente de este experimento es:
1 Cantidad de semillas
2 El tipo de tratamiento dado a cada grupo
3 Tiempo de germinación
4 Calidad de las semillas
Libardo Ariel Blandón Londoño
30
Problema:
La frecuencia respiratoria de los seres vivos puede verse afectada por
diversos factores, En el siguiente caso quisiéramos identificar cómo la
temperatura del agua afecta la frecuencia respiratoria de un pez.
Con base en el problema anterior, plantear una hipótesis, un diseño
experimental, donde se especifiquen las variables y los grupos control y
experimental, predecir los resultados y las conclusiones.
Para ello utilice la tabla siguiente, ésta es de gran ayuda para identificar
los diferentes grupos y las variables que están en juego.
NOTA: Después de llevar a la práctica el experimento, podemos echar
mano de todos los recursos que estén a nuestro alcance para adquirir la
mayor cantidad de información posible.
TABLA PARA PLANTEAR UN EXPERIMENTO
Grupos
Variables
Grupo control Grupo
experimental
Variables controladas
Variable experimental
Variable dependiente
Biología General
31
1.3 La Biología como ciencia
¿Qué es ciencia?
Es el campo de estudio o de investigación en el que se utiliza el método
científico. Muchos descubrimientos se han realizado por mera
casualidad y otros son el producto de brillantes ideas de muchos
investigadores. Para lograr una buena investigación se hace necesario la
utilización del método científico que consiste en un conjunto de
actividades lógicas que permiten descubrir la verdad en una ciencia.
Para que una ciencia sea “verdadera ciencia” es necesario que permita
ser matematizable, es decir, que se pueda expresar mediante las
matemáticas, dicen los epistemólogos. Según lo anterior son ciencias: la
Física, la Química y la Biología y por supuesto las Matemáticas, aunque
existen versiones que aseguran que las matemáticas son una
herramienta, más que una ciencia. La ciencia es discutible y falible, las
matemáticas son precisas, por tanto se discute que sea ciencia.
3.2 Ramas de la Biología.
Toda ciencia, para su desarrollo, se subdivide en saberes más específicos
y surgen, entonces, las ciencias derivadas de un saber principal llamadas
Ramas. Dichas Ramas son especializaciones de la Ciencia principal. En
el caso de la Biología al aparecer nuevos Reinos surgieron nuevas ramas
de especializaciones. Como ramas de la Biología tenemos: Zoología,
Botánica, Microbiología, Bacteriología, Citología, Ornitología,
Mirmecología, Mastozoología, Neurología, Anatomía, Fisiología,
Etología, Entomología, Micología y la Genética entre otras. ¿Podrías
consultar otras? Describir, en pocas palabras cada una de las ramas
anteriores.
¿Podría mencionar otras y definirlas?
Analicemos el siguiente esquema. Defina cada una de las ramas que
aparecen allí. Utilice, para ello los prefijos, éstos dan razón del
significado de las palabras.
Libardo Ariel Blandón Londoño
32
Ramas de la Biología
Biología General
33
Ciencias de Transición o de encrucijada
Son aquellas ciencias que combinan su interés o centro de estudio con
otras ciencias, constituyen un híbrido. Como ciencias de encrucijada de
la Biología tenemos: Bioquímica: híbrido entre Biología y Química,
Biofísica: entre la Biología y la Física. Bioestadística: entre la Biología
y la estadística.
Nota: La filosofía, la psicología y la pedagogía no se pueden considerar
Ciencias porque no se pueden desarrollar mediante las Matemáticas;
dicen los epistemólogos que en el momento en que evolucionen y se
puedan expresar mediante las matemáticas, en ese momento serían
consideradas como Ciencias. Cuando están en ese proceso de evolución
se les llama Pseudociencias.
En cuanto a otros campos de estudio que tienen qué ver con la
aplicación de tecnologías, de recursos u otras estrategias reciben el
nombre de Disciplinas.; como ejemplo podemos citar las ingenierías, y
las artes entre otras.
Libardo Ariel Blandón Londoño
34
Diversidad de los seres vivos
Los seres vivos, como cualquier objeto existente en la naturaleza, está
constituidos por átomos.
El átomo: Es la mínima unidad en que se puede dividir la materia sin
que pierda sus propiedades físicas. Los átomos se unen para constituir
moléculas, las moléculas se unen para formar células.
La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos debido a
que es la mínima parte de ellos que es capaz de metabolizar por sí
misma; es decir; respira e intercambia material y energía con el medio
por sí sola. El conjunto de células constituye un tejido, un conjunto de
tejidos origina un órgano, el conjunto de órganos conforma un sistema
y el conjunto de sistemas da origen a un individuo.
El individuo es otra unidad que es capaz, como la célula, de funcionar
por sí mismo; metaboliza, se reproduce, intercambia materia y energía
con el medio que lo rodea, y se comporta como cualquier ser vivo. Los
individuos se unen para formar poblaciones; las poblaciones son un
conjunto de individuos de la misma especie, se reproducen entre sí y
comparten un mismo nicho ecológico (posición en la red trófica).
Ejemplo: una población de ratones, un hormiguero, un sembrado de
banano, un trigal y la población humana de una región.
Cuando tenemos varias poblaciones que se entrecruzan estamos en
presencia de una comunidad. En un sembrado de maíz tenemos el
ejemplo clásico de una comunidad. Allí comparten sus actividades
biológicas hormigas, colémbolos y otros insectos, distintos tipos de
aves, roedores y muchas otras poblaciones que dependen directa o
indirectamente del maizal.
Téngase en cuenta que las diversas poblaciones deben compartir el
mismo hábitat o lugar y deben depender unos de otros de alguna
manera. El conjunto de comunidades ubicado en un mismo escenario o
territorio constituyen un ecosistema y el conjunto de ecosistemas
forman la Biosfera que es la parte viva de la tierra.
Biología General
35
La biósfera es otra unidad en la que confluyen todos los seres vivos. Es
la parte viva de nuestro planeta.
A la biósfera se le considera la piel de la Tierra. En el suelo comprende
desde donde empieza la capa vegetal hasta la parte más alta de un árbol
y en el agua hasta donde llegan los rayos solares (zona eufótica o
iluminada).
Sólo se consideran estos rangos debido a que es ahí el lugar donde se
desarrollan los seres vivos, donde hay fotosíntesis la cual genera la
dependencia trófica. Hay aves que vuelan muy alto pero tienen que bajar
al suelo o a los árboles para alimentarse o para anidar.
Lo mismo ocurre con los animales acuáticos marinos, aunque vivan en
el fondo en lugares oscuros, dependen, para su nutrición, de los
organismos planctónicos de la zona eufótica o iluminada que es donde
se realiza la fotosíntesis y se produce alimento para todas las cadenas
tróficas del mar.
La fotosíntesis es la fuente de alimento de cualquier cadena trófica en
los ecosistemas tanto acuáticos como terrestres. En la Biósfera, pues, es
donde se desarrollan los seres vivos: allí comen, se reproducen,
interaccionan y ejercen su evolución.
Libardo Ariel Blandón Londoño
36
Reinos de los seres vivos
Inicialmente se consideraban sólo dos Reinos de los seres vivos: Reino
Animal y Reino Vegetal. Posteriormente, para facilitar el estudio, se
fueron derivando campos de estudio más restringidos que permitieron
aumentar los Reinos así:
De los Reinos Vegetal y Animal se sustrajeron los organismos
unicelulares: protozoos y protofitas, tanto nucleados como aquellos sin
núcleo aparente y se originó el Reino Protista.
Los microbiólogos, más adelante, vieron que era necesario separar los
organismos unicelulares sin núcleo del Reino Protista y aparece,
entonces el Reino Mónera.
Hoy parece que se amplía el número a seis debido a que ya se habla del
Reino de las bacterias.
Analicemos el esquema anterior:
Biología General
37
Lo propio sucedió con el Reino Vegetal; los botánicos se vieron en la
necesidad de separar de este Reino aquellos vegetales descomponedores
denominados hongos y aparece así el Reino Micota o Fungi quedando
en el Reino Vegetal sólo las plantas verdes o fotosintéticas. Hoy se
habla ya del Reino de las bacterias.
4 Composición química de la materia viva
Los seres vivos, como todo cuerpo que existe en la naturaleza, están
hechos de materia, pero este tipo de materia es especial, debido a que
está constituido por material orgánico, estos compuestos se denominan
orgánicos por tener carbono en su estructura molecular. Las sustancias
que componen los seres vivos son: los carbohidratos o glúcidos, los
lípidos o grasas y los prótidos o proteínas.
Este material es producido por las plantas verdes a través de la
fotosíntesis; los animales lo consumen, lo digieren, lo transforman en
material corpóreo y lo que no les sirve lo eliminan al medio en forma de
desechos incluyendo la energía en forma de calor que va al medio. Los
plastidios son las estructuras encargadas de almacenar dichos
compuestos, los amiloplastos almacenan almidones que son los
carbohidratos, base de la alimentación de los consumidores de primer
orden; los elaioplastos u oleoplastos almacenan lípidos (aceites
vegetales) comunes en el aguacate, coco, higuerilla, el olivo entre otros;
y los proteoplastos almacenan proteínas y abundan en los frutos.
La celulosa es otro carbohidrato con características especiales, su
función es estructural, hace parte del cuerpo de la planta. De ella
dependen una gran cantidad de animales: los herbívoros, los cuales
transforman este material en carne, alimento para el resto de
consumidores.
Los animales herbívoros devoran el material vegetal (lípidos, proteínas y
carbohidratos) lo desdoblan o digieren, lo reducen a sus unidades
estructurales y luego autofabrican su propio material animal o masa
biológica: proteína animal (carne), grasa animal (manteca) y
carbohidrato animal (glucógeno).
Libardo Ariel Blandón Londoño
38
Las plantas producen y los animales consumen, las plantas construyen
cada molécula partiendo del agua y los nutrientes que toman del suelo y
del gas carbónico que toman del aire o del agua y aprovechando la
energía luminosa fabrican el alimento; este proceso se llama fotosíntesis.
Los animales toman todo este material, lo digieren, lo desdoblan en sus
unidades básicas constituyentes y mediante la respiración lo transforman
en gas carbónico y agua, y la energía química la liberan en forma de
ATP (adenosín trifosfato) que son pequeños paquetes de energía que el
animal necesita para su metabolismo y sus actividades físicas.
En la planta, entonces, se da la síntesis de los tres compuestos y en los
animales se da la digestión que desdobla en sus unidades elementales
estos tres compuestos.
4.1Moléculas de la vida: Los seres vivos están constituidos por unos
compuestos definidos que son comunes para todos, estos son los
carbohidratos o Glúcidos, grasas o Lípidos, proteínas o Prótidos y
Ácidos nucleicos. Estas sustancias se llaman biocompuestos y son de
carácter orgánico.
Los glúcidos
La glucosa es la biomolécula combustible más importante para la mayor
parte de los organismos y es también la unidad estructural básica o
precursora de los polisacáridos más abundantes. En el organismo es la
sustancia que se metaboliza o se quema primero, en los animales se
acumula en forma de glucógeno que es un almidón animal.
El almidón se encuentra en cantidades muy grandes en las plantas, de las
que constituye la forma principal de combustible de reserva.
La celulosa es el componente estructural predominante en los tejidos
fibrosos y leñosos de las plantas. Es una cadena con OH alternos que
dificultan la digestión u oxidación de la molécula.
Biología General
39
Los lípidos
Los lípidos son biomoléculas orgánicas formadas básicamente por
carbono e hidrógeno y generalmente oxígeno; pero en porcentajes
mucho más bajos. Además pueden contener también fósforo, nitrógeno
y azufre.
Es un grupo de sustancias muy heterogéneas que sólo tienen en común
estas dos características:
A Son insolubles en agua
B Son solubles en disolventes orgánicos, como éter, cloroformo,
benceno.
Los Lípidos son también llamados grasas y están compuestas por tres
moléculas de ácido graso y una de glicerol. Constituyen el combustible
más importante debido a que se acumula en los tejidos adiposos, y
tienen mayor cantidad de energía por miligramo.
Las proteínas
Desde el punto de vista químico son polímeros grandes o son poliamidas
y los monómeros de los cuales derivan son los ácidos aminocarboxílicos
(aminoácidos). Una sola molécula de proteína contiene cientos, e
incluso miles de unidades de aminoácidos, los que pueden ser de unos
veinte tipos diferentes. El número de moléculas proteínicas distintas que
pueden existir es prácticamente infinito.
Es probable que se necesiten decenas de miles de proteínas diferentes
para formar y hacer funcionar un organismo; este conjunto de proteínas
no es idéntico al que constituye cualquier ser vivo. Siempre serán
diferentes. La importancia biológica de las proteínas es que constituyen
gran parte del cuerpo animal.
Lo anterior lo podemos resumir así: Son las sustancias de la vida, pues
se les encuentra en la célula viva. Son la materia principal de la piel,
músculos, tendones, nervios, sangre, enzimas, anticuerpos y muchas
Libardo Ariel Blandón Londoño
40
hormonas. Dirigen la síntesis de los ácidos nucleicos que son los que
controlan la herencia. Las proteínas actúan como pilares en las células y
conforman las paredes y la estructura en general de la célula, es el
combustible que se quema de último cuando la célula necesita energía y
no tiene de dónde echar mano para satisfacer la demanda. Cuando esto
ocurre, el fenómeno se llama desnutrición.
Ácidos nucleicos
Comprenden el material genético que se halla en el núcleo de cada
célula, en él está codificada la herencia, la cual pasa de padres a hijos de
generación en generación. Son el RNA y DNA.
Metabolismo
Los materiales biológicos son producidos por las plantas. Éstas fabrican,
mediante la fotosíntesis, el alimento que consumen las animales y los
descomponedores, es decir: los consumidores.
Partiendo del agua que extraen del suelo con nutrientes disueltos y del
CO2 que toman de la atmósfera las plantas fabrican los carbohidratos,
los aceites esenciales y las proteínas. materiales que de una u otra forma
constituyen el alimento que los animales consumen. El material del
suelo pasa a ser parte del cuerpo de la planta. La energía luminosa que
activa las reacciones para dicha producción queda almacenada en los
enlaces que constituyen las moléculas de alimento que se forman; esta
energía queda contenida como energía química, una forma de energía
potencial.
Formación de los monosacáridos: Un monosacárido es una molécula de
azúcar de seis carbonos, los más comunes la glucosa, la fructosa y la
galactosa. Son, en total, unos 16 isómeros diferentes.
Veamos la reacción elemental:
6CO2 + 6H20 producen 1 molécula de C6H12 O6 + 6O2 que va a la
atmósfera.
Biología General
41
Este evento es precedido por otro que origina una segunda molécula,
luego por una tercera y una cuarta y así sucesivamente. Como las
moléculas de cada monosacárido que se forma deben ser almacenadas,
entonces deberán unirse en cadenas. Primero se une un par dando origen
a un disacárido, dos disacáridos se unen y así forman cadenas largas
llamadas polisacáridos. La manera como se combinan es la siguiente:
Una glucosa con otra glucosa forman el disacárido maltosa. Una cadena
de maltosas constituye una cadena de almidón el que es almacenado
inmediatamente en los amiloplastos, éstos pueden estar en el tallo o en
las raíces según la planta. La forma como se unen las moléculas se
pueden apreciar más adelante.
Una glucosa con una fructosa forman el disacárido sacarosa, el azúcar
común con el que endulzamos el café.
Una glucosa con una galactosa origina el disacárido lactosa o azúcar de
la leche.
Formación de los aceites esenciales: En la hoja no se sintetizan
solamente glucosas, sino también moléculas de ácidos grasos y
gliceroles, lo mismo que una buena cantidad de aminoácidos.
Una manera de almacenar este material producido es formando
moléculas más grandes y más estables, construye, entonces las
moléculas de lípido en forma de aceites esenciales cuyas estructuras
contienen ácidos grasos insaturados, es decir, con cadenas carbonadas
ricas en enlaces dobles. La manera como se construye una molécula de
lípido se verá más adelante.
Formados los aceites, éstos son almacenados en estructuras
denominadas oleoplastos o simplemente elaioplastos como en la cáscara
del limón, del naranjo, semillas y flores.
Formación de proteínas: Los aminoácidos son las unidades que
constituyen las proteínas. Existen unos veinte aminoácidos en las
proteínas de los seres vivos que combinados entre sí forman un infinito
número de ellas todas diferentes, de ahí la gran variedad de seres vivos
Libardo Ariel Blandón Londoño
42
existentes. Estas proteínas son guardadas, como reserva en las frutas,
semillas y otros lugares del cuerpo de la planta. La forma como se unen
las moléculas de aminoácidos para formar un dipéptido y por
consiguiente una cadena o polipéptido la veremos más adelante. Las
proteínas fabricadas por la planta son almacenadas en los proteoplastos.
Producidos y almacenados los materiales anteriores en la planta, la
convierten en el objetivo principal de los consumidores. Debido a que de
ella dependen las demás seres vivos para subsistir, ellas proporcionan el
alimento, son comidas o devoradas por ellos, quienes desdoblan cada
uno de los tres productos en sus unidades mínimas.
Con los carbohidratos respiran, las grasas las desdoblan para armar
nuevamente sus propias grasas que les sirven de reserva energética, y
con las proteínas que desdoblan en sus respectivos aminoácidos, los
analizan, reordenan y fabrican su propio cuerpo, así el perro fabrica más
perro, el gato más gato y el caballo más caballo.
El material vegetal, ahora, está haciendo parte del cuerpo de quien
comió, la materia ha sufrido una transformación. En este acto el animal
en su metabolismo, produce CO2 + H2O que va a la atmósfera y de ella
toma el O2 proporcionado por las plantas en la fotosíntesis. A la vez, ese
CO2 y esa agua son aprovechadas por la planta para la producción de
más alimento
Ahora: ¿qué pasó con la energía?
Miremos:
Cuando se desdobla una molécula de almidón en maltosa y ésta en
glucosa, la glucosa va al torrente sanguíneo el que lo lleva al fluido
extracelular para ser incorporado a la célula, éste es el combustible que
dichas células necesitan para respirar, en este acto las células, en la
mitocondria liberan esa energía en forma de ATP así:
C6H12O6 se quema en presencia de O2, libera la energía que contiene y
produce 6CO2 + 6H2O que van a la atmósfera a través del aire que es
Biología General
43
expelido en la respiración. Este proceso en el que se quema el
combustible y se libera la energía se llama respiración.
Metabolismo de los carbohidratos
(elaborado: Libardo Ariel Blandón L)
Dicho de manera más simple: 6 moléculas de Agua + 6 moléculas de
gas carbónico reaccionan en presencia de luz para producir 1 molécula
de Glucosa (azúcar) y 6 de oxígeno que van a la atmósfera.
Como podemos ver, la glucosa es una hexosa (azúcar de 6 carbonos); y
es la unidad mínima, de ahí el nombre de monosacárido (mono: uno y
sacárido: azúcar) La glucosa es un carbohidrato, este nombre se deba a
que conserva la misma proporción de oxígeno e hidrógeno del agua: 2 :
1 Existen 16 isómeros de la glucosa, pero los más comunes son los
conocidos como levoglucosa y dextroglucosa, los nombres químicos de
estos son Fructuosa: el azúcar de las frutas y Manosa; la galactosa es el
azúcar de la leche que combinado con glucosa produce lactosa.
Molécula de glucosa y sus dos isómeros fructosa y galactosa. Todas corresponden
a la fórmula condensada C6 H12 O6
(elaborado: Libardo Ariel Blandón L)
Libardo Ariel Blandón Londoño
44
Dos monosacáridos forman un disacárido, y muchos un polisacárido,
según lo anterior, un polisacárido es una larga cadena de unidades, al
igual que un polímero es una larga cadena de monómeros, cada unidad
de azúcar es un monómero.
Como ya se había anotado, las dos moléculas de glucosa se unen para
formar maltosa, ésta es un disacárido, una de glucosa se une con una de
fructosa y constituyen una molécula de sacarosa: otro disacárido; y una
de glucosa se une con una de galactosa para formar el disacárido
lactosa. Estos tres disacáridos se desdoblan en sus respectivas unidades
en las vellosidades intestinales donde son atacados por sus enzimas
específicas: la maltasa, la sacarasa (La ausencia provoca una
enfermedad denominada Intolerancia hacia la sacarosa, de difícil
diagnóstico, muchas veces se confunde con la intolerancia a la lactosa).
y la lactasa respectivamente para luego ser absorbidas al torrente
sanguíneo.
Analicemos la siguiente reacción: dos monosacáridos producen un
disacárido más una molécula de agua
C6 H12 O6 + C6 H12 O6 C12 H22 O11 + H2 O
C6 H12 O6 +
C6 H12 O6
C12 H24 O12 - H2 O = C12 H22 O11
Las moléculas se unen para formar cadenas; cada unión se da
mediante puentes de oxígeno, el puente se forma por la sustracción
de una molécula de agua.
Glucosa + Glucosa = Maltosa (disacárido) y una cadena de éstos
forman un polisacárido que en este caso es un almidón, éste se almacena
en los amiloplastos de la planta.
Glucosa + Fructosa = Sacarosa (disacárido): es el azúcar de la caña y de
la remolacha, la utilizamos para endulzar bebidas.
Biología General
45
Glucosa + galactosa = lactosa (disacárido) o azúcar de la leche.
Observemos el siguiente esquema: analicemos la formación de puentes
de oxígeno con la respectiva producción de agua: se forma una molécula
por cada unión.
Los almidones
Son moléculas de carbohidratos de gran tamaño formadas por cadenas
de unidades de glucosa. Los almidones son la forma de almacenamiento
del azúcar, este proceso ocurre tanto en plantas como en animales, sólo
que en estos últimos se sintetiza en el hígado en forma de un almidón
animal, origina una cadena ramificada denominado glucógeno que es
una reserva inmediata de energía, se almacena en los músculos que es
donde más se necesita. Cuando hacemos movimientos inesperados, ésta
es la fuente inmediata de energía.
Los carbohidratos, pues, son la fuente nutricional de la mayor parte de la
población mundial, se alimenta con el almidón almacenado en el
centeno, trigo, maíz, arroz y papa entre las más conocidas.
Desdoblamiento o hidrólisis de los carbohidratos
Antes de que los carbohidratos sean asimilados por los consumidores,
éstos deben ser digeridos; las cadenas largas deben romperse en sus
Libardo Ariel Blandón Londoño
46
unidades de pares de glucosa: Maltosas. Este proceso se realiza en la
boca gracias a la ptialina: que se produce en las glándulas salivares y las
desdobla en maltosas, estas continúan hacia el intestino delgado donde
actúa la maltasa, la cual reduce el disacárido a dos moléculas de glucosa
que son las que van a la sangre para ser llevadas a la célula;
Para iniciar el proceso es necesario la presencia de enzimas como la
amilasa que rompe los enlaces (puentes de oxígeno) del almidón entre
cada dos moléculas; los enlaces libres deben ser llenados con moléculas
de OH- y H+ que se adquieren de la hidrólisis del agua, donde la
molécula se rompe. Así se reponen los iones que produjeron agua en la
síntesis. El rompimiento de la molécula de agua en sus iones se llama
hidrólisis.
De lo anterior se deduce que la digestión es llamada también hidrólisis
porque es necesario reponer toda el agua que se produjo en la síntesis.
Por cada enlace que se rompa se necesita hidrolizar una molécula de
agua.
La celulosa:
Es otro polisacárido de suma importancia dado que constituye el cuerpo
vegetal, cumple una función estructural. La rigidez de las plantas se
debe a las grandes cantidades de celulosa que producen, otros ejemplos
de celulosa son el papel, el algodón y la madera. Como podemos ver es
el carbohidrato más abundante en la naturaleza.
En algunos animales hay presencia de celulosa como en las jeringas de
mar (subphylum Tunicata) que están envueltas en una túnica o cubierta
de celulosa, también se ha detectado, en pequeñas cantidades, en la piel
de los ancianos. Las moléculas de celulosa, como la amilopectina,
consisten de cadenas muy largas y ramificadas de unidades de glucosa,
una sola molécula puede tener más de tres mil unidades. La diferencia
Biología General
47
con el almidón radica en la posición alternada de cada unidad de
glucosa.
La propiedad de tener las unidades de glucosa invertidas alternadamente
es suficiente para imposibilitar su hidrólisis mediante la acción de las
amilasas.
Existe una enzima: la celulasa producidas por ciertas bacterias,
protozoos, algunos caracoles terrestres, y algunos insectos que permiten
la hidrólisis de estas moléculas. ¿Qué podría decirse de las vacas,
conejos y termites que dependen directamente de la celulosa?
En cada caso la celulosa es digerida mediante microorganismos que
están en el tracto digestivo de dichos animales. Las termites dependen
de un flagelado: la Trichonympha que cumple la función digestiva.
La celulosa es importante en la nutrición humana porque aumenta la
posibilidad de recursos cárnicos de quienes la consumen, además es una
Libardo Ariel Blandón Londoño
48
magnífica fuente de fibra que ayuda en la digestión y en la protección
del tracto digestivo.
Metabolismo de los lípidos
Las grasas o lípidos
Son compuestos de Carbono Hidrógeno y Oxígeno, este último en
grandes cantidades, lo que es muy importante porque indica que la
molécula está en menor grado que en carbohidratos, lo que permite
almacenar mayor cantidad de energía, libra por libra las grasas
proporcionan la reserva más concentrada de energía existente en los
seres vivos. La energía concentrada en las grasas se libera cuando se
oxida la molécula en la respiración celular.
Síntesis de los lípidos: Una molécula de lípido está formada por cuatro
moléculas: tres de ácido graso y una de glicerol. Cada ácido graso tiene
una secuencia de carbonos que termina en una función ácida. La
estearina, por ejemplo tiene 17 carbonos sin contar el C del grupo ácido.
Biología General
49
Cuando ente dos carbonos consecutivos aparecen enlaces dobles
(insaturaciones), estamos hablando de lípidos insaturados, a medida que
aumentan las insaturaciones, el lípido se va haciendo más líquido, el
punto de fusión baja, es decir se licua a temperatura más bajas, son los
aceites; los más insaturados son los más líquidos como el aceite de
oliva. En las plantas se producen estas tipos de aceites los cuales se
almacenan en los elaioplastos u oleoplastos como ya habíamos anotado.
Los animales los consumen, los metabolizan, los reducen a sus unidades
nuevamente y fabrican su propia grasa la que almacenan como reserva
de energía.
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En este proceso los ácidos grasos van perdiendo sus enlaces dobles y se
van convirtiendo en ácidos grasos más saturados, así el producto de la
síntesis en el animal es una grasa más saturada, más densa: las mantecas
y los sebos que son propios para la fabricación de jabones mediante el
proceso de la saponificación. Las grasas no saturadas se licuan a
temperaturas más bajas que las grasas saturadas, por lo cual se les
denomina aceites.
Desdoblamiento o hidrólisis de las grasas: para hidrolizar o desdoblar
una molécula de lípido, se requiere que el animal tenga las enzimas
apropiadas para romper los enlaces en los puentes de oxígeno, estas
enzimas son las lipasas, después de que la enzima ha roto el enlace en
cada puente de oxígeno, ese oxígeno queda libre, allí debe hidrolizarse o
romperse una molécula de agua para obtener H+ y OH -, los cuales irán
a ocupar su respectivo puesto: H+ al lado del oxígeno libre con carga
negativa y OH- al lado del C libre del glicerol que tiene carga positiva.
Como puede verse para desdoblar una molécula de lípido se necesita
que se hidrolicen tres moléculas de agua para tres puentes de oxígeno.
Analicemos los esquemas que aparecen más abajo:
Los fenómenos de la síntesis e hidrólisis son aprovechados por algunos
animales que tienen qué recorrer grandes distancias en lugares áridos, es
el caso de los camellos quienes al iniciar el recorrido toman mucha
agua, desdoblan la grasa de las gibas en sus unidades básicas (ácidos
grasos y glicerol) y gastan esa agua en la hidrólisis.
Acción de la lipasa
Biología General
51
A medida que van necesitando agua, empiezan a sintetizar grasa, la van
acumulando en las gibas y el agua que se produce en la síntesis (tres por
cada molécula) la van gastando en su recorrido por el desierto. Cuando
llegan a un lugar donde encuentren agua se recargan nuevamente y
empiezan luego otro ciclo.
Las grasas se almacenan en los tejidos adiposos y debajo de la piel
cumpliendo su función termorreguladora, como las grasas son insolubles
en agua, los ácidos grasos pueden cambiar una molécula de ácido graso
por una sustancia que contenga fósforo, la molécula resultante es un
fosfolípido que es soluble en agua.
También, emulsionándolas, es decir convirtiéndolas en gotitas muy finas
se logra hacerlas coloidales y por consiguiente solubles, se les llama
emulsiones. Una grasa emulsionada se hace vulnerable al ataque de las
lipasas. Derivados de las grasas son los esteroides, como es el colesterol
y la progesterona.
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Metabolismo de las proteínas
Las proteína denominadas prótidos, son moléculas muy complejas,
formadas por macromoléculas que contienen átomos de carbono,
hidrógeno y oxígeno como los glúcidos o carbohidratos y los lípidos,
además de nitrógeno y en muchos casos azufre. Las proteínas
constituyen el armazón de los seres vivos, actúan como pilares: la piel,
la hemoglobina, la carne, las hormonas y los tendones son proteínas.
Las proteínas son polímeros constituidos por largas cadenas de
monómeros llamados aminoácidos. Se conocen unos veinte aminoácidos
diferentes presentes en los alimentos que son la base para la
construcción de una proteína; cada aminoácido está constituido bajo el
siguiente plan:
O
//
El grupo NH2 es el grupo amino y la terminación C - OH es el
grupo ácido y R es el radical que es diferente para cada una de los
distintos aminoácidos, no obstante R es relativamente simple y se
conoce su fórmula estructural. Ejemplo: Si R es Hidrógeno corresponde
al aminoácido Glicina, si es CH3 corresponde a alanina.
Consulte otros aminoácidos para ampliar los conceptos. En el siguiente
cuadro aparece una lista de los aminoácidos:
Biología General
53
Síntesis de las proteínas: La unión de dos aminoácidos se denomina
dipéptido, de tres tripéptido y de muchos polipéptido hasta formar una
larga cadena que es lo que se conoce como proteína.
Según el grado de complejidad las proteínas son de estructura primaria,
cuando son lineales, de estructura secundaria, cuando la estructura lineal
adquiere una forma más compleja, terciaria cuando se enrolla sobre sí
misma y Globulares cuando adquieren un grado muy alto de
complejidad. Las proteínas se desnaturalizan a cierta temperatura, es
decir pierden su forma natural.
Un aminoácido se une con otro formando, como los anteriores, puentes
y dando origen a moléculas de agua entre un grupo ácido y el grupo
amino del siguiente. Por cada unión se produce una molécula de agua.
Sobre el proceso de síntesis volveremos cuando analicemos, la síntesis
de las proteínas teniendo en cuenta los tres tipos de ARN, cómo
interaccionan éstos para originar un polipéptido.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Hidrólisis de las proteínas Como los lípidos y los glúcidos o
carbohidratos, las proteínas se digieren o desdoblan por hidrólisis. En el
estómago los enlaces peptídicos de las proteínas se rompen mediante la
acción de enzimas llamadas proteasas las cuales rompen la proteína en
pequeños tramos llamados péptidos; luego en las vellosidades
intestinales; éstos péptidos son reducidos a sus unidades (aminoácidos)
por acción de las peptidasas que se hallan en dichas vellosidades.
Allí los aminoácidos son absorbidos por el sistema circulatorio para ser
llevados a las células donde son requeridos como materia prima para la
síntesis de nuevas proteínas. Por cada enlace que se rompe hay que
incorporar una molécula de agua en los lugares donde quedan los
átomos con electrones libres, tanto en el extremo ácido como en el
extremo amino. Para cada evento se requiere la hidrólisis de una
molécula de agua como en los casos anteriores; de ahí que cuando
comemos alimentos ricos en proteína nos dé tanta sed.
Muchas moléculas de proteínas celulares están unidas químicamente con
otros tipos de moléculas, son las proteínas conjugadas, las
combinaciones proteína-lípido, proteína-ácido nucleico, proteína-
pigmentos entre otras, desempeñan papeles importantes en la actividad
celular, todas las enzimas son proteínas y muchas de ellas se conjugan
con moléculas más pequeñas llamados grupos prostéticos tales como
pigmentos metálicos y las vitaminas.
Las proteínas extracelulares se hallan fuera de la célula cumpliendo
funciones de sostén, fortalecimiento y protección en los animales. En las
plantas esta función la cumple la celulosa.
Biología General
55
Desnaturalización:
Las proteínas son muy sensibles a una variedad de agentes químicos y
físicos, cuando son sometidos a la acción de de ellos pierden su patrón
característico de plegamiento y así perder las propiedades bioquímicas
naturales, ejemplo: la actividad enzimática se conserva entre ciertos
rangos de temperatura, si se exceden los extremos pierde su capacidad
de acción.
Las proteínas son una buena fuente de energía a la vez que se está
incorporando material para su estructura física, el excedente puede
utilizarlo el organismo como combustible; cuando se consumen las
proteínas que constituyen las estructuras celulares se llama
desnutriciónacción
Una vez que la proteína se ha descompuesto por hidrólisis en sus
respectivos aminoácidos, si el grupo amino de la molécula que contiene
el Nitrógeno (N2) es removido el proceso se llama desaminación y en el
hombre ocurre en el hígado, el residuo molecular desprovisto de
nitrógenos es oxidado o respirado tal como ocurre con los lípidos y los
glúcidos para extraerle su energía.
Nota:
En épocas de hambruna el organismo consume, en primer lugar, los
glúcidos y en este caso el glucógeno almacenado en los músculos,
cuando éstos se agotan se consumen los depósitos de grasa; si el hambre
continúa se consumen las proteínas estructurales como fuente de
energía, el proceso no puede continuar indefinidamente, entonces se
produce la muerte. Estamos, por lo tanto, frente al fenómeno de la
desnutrición.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Biología General
57
Las enzimas
Son proteínas que tienen como función el desdoblamiento de los
compuestos o materiales orgánicos, rompen enlaces en las cadenas de
carbohidratos, lípidos y proteína. La enzima actúa sin hacer parte de la
reacción y el compuesto sobre el que actúa se llama sustrato. En los
carbohidratos la ptialina o amilasa rompe las cadenas en pequeñas
porciones y éstas, a su vez, son rotas hasta convertirse en disacáridos
(maltosas) los cuales son atacados por las enzimas llamadas maltasas.
La sacarosa es desdoblada por las sacarasas, la lactosa por las lactasas;
como puede notarse se caracterizan por el sufijo asa, el prefijo
corresponde al sustrato sobre el cual actúa; la digestión de los
carbohidratos se inicia en la boca por acción de la saliva que contiene
las amilasas, y termina en las vellosidades intestinales donde actúa la
maltasa, la sacarasa y la lactasa que convierte dichos disacáridos en sus
respectivos monosacáridos para ser absorbidos al torrente sanguíneo.
En los lípidos, las lipasas rompen el enlace en el puente de oxígeno que
une el ácido graso con el glicerol. Para esta acción deberán hidrolizarse
tres moléculas de agua para producir los H+ y los OH- que se necesitan
para ocupar los enlaces que quedan libres como muestra el esquema
arriba expuesto. La digestión de los lípidos se realiza en el intestino
delgado, gracias a la presencia de la bilis, la cual emulsiona las grasas
convirtiéndolas en gotitas muy finas haciéndolas, así, vulnerables a la
acción de las lipasas pancreáticas y reduciéndolas a sus moléculas
constitutivas: tres de ácidos grasos y una de glicerol, éstos van a las
células y son la materia prima para que el animal sintetice grasa animal.
En este tránsito los ácidos grasos pierden insaturaciones (enlaces dobles)
por lo que es muy común ver cómo las grasas animales son más sólidas.
En el estómago, las proteínas, son atacadas por las proteasas que actúan
en las cadenas partiéndolas en pequeñas porciones denominadas
péptidos, éstos continúan el tránsito por el tracto digestivo hasta las
vellosidades, intestinales, allí actúan las peptidasas que actúan en el
enlace peptídico que une un aminoácido con otro, rompiendo el enlace
entre el carbono del grupo ácido y el nitrógeno del grupo amino. Existen
múltiples enzimas que actúan en las muchas y diversas reacciones
Libardo Ariel Blandón Londoño
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bioquímicas, siendo por supuesto muy específica su acción para cada
sustrato; en muchas ocasiones están acompañadas por otras sustancias
que ayudan en su función degradadora denominadas coenzimas. Por el
hecho de ser proteínas son muy sensibles al calor, ellas actúan en un
rango de temperatura cerca de los 2 ó 3°C por debajo de los cuales las
enzimas se inactivan y se conservan y unos 50 ó 60°C por encima del
cual la proteína se desnaturaliza perdiendo su capacidad para actuar, es
el caso de las hormonas que también son de carácter proteico. Las
proteínas son sensibles también al pH: la pepsina actúa a un pH de 2 ó 3
en el estómago donde el ácido clorhídrico es vertido en cantidades
apropiadas. Las amilasas se desdoblan en medios alcalinos (medios
básicos.)
Ejercicio: 2
1 Cómo definimos el concepto de “Ciencia” y en qué se diferencia de
una “disciplina”
2 Qué requisito debe tener una verdadera ciencia
3 Qué es una pseudociencia
4 En qué consiste la Rama de una ciencia y por qué es necesario que
existan
5 Realice una lista de 30 Ramas de la Biología y dé su significado
6 En qué consisten las ciencias de transición o de encrucijada, dar
ejemplos.
7 Mediante un esquema explique la diversidad de los seres vivos
tomando como base sus propios criterios.
8 Explique con sus propias palabras el origen de los diferentes Reinos
de los seres vivo.
Biología General
59
9 Realice una mapa conceptual donde explique los compuestos de los
seres vivos.
10 Explique con sus propias palabras la síntesis de cada uno de los
compuestos (glúcidos, lípidos y prótidos). Cuáles son las unidades que
los componen y qué pasa con el agua.
11 En qué consiste la hidrólisis o digestión de cada uno de los
compuestos en cuestión.
12 .Explique la hidrólisis de la molécula de agua: Cuántas moléculas,
en dónde se producen y dónde hay qué incorporarlas. Para contestar las
preguntas 10, 11 y 12 se pueden apoyar en los esquemas.
13 Defina los siguientes términos: levógiro, dextrógiro, puente de
oxígeno, monómero, polímero, sacarosa, fructosa, galactosa, ribosa,
hexosa, maltosa, lactosa, glucógeno, almidón, celulosa, ácido graso,
glicerol, triglicérido, aceite, manteca, saponificación, emulsión,
fosfolípido, enlace peptídico, polipéptido, aminoácido, proteínas
conjugadas, proteínas estructurales, desnaturalización de una proteína y
desaminación.
14 De los tres compuestos: glúcidos, lípidos y proteínas, cuál se
consume primero, cuál de segundo y cuál de último. Cuál de ellos
almacena mayor cantidad de energía.
15 En qué lugar de la célula se libera esta energía y por qué estos tres
compuestos se les considera combustibles biológicos.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Biología General
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2
UNIDAD FUNDAMENTAL
La célula
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Biología General
63
2 UNIDAD FUNDAMENTAL
La célula
La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Es
unidad estructural porque es la parte más pequeña de los seres vivos que
se conserva como estructura completa sin que pierda las propiedades
físicas. En un tejido es la mínima expresión viva. Si se pretende
reducirla a sus partes, deja de vivir. Es unidad fisiológica porque es la
parte mínima que es capaz de subsistir por sí sola, metaboliza, respira,
responde a estímulos e intercambia materia y energía con el medio que
la rodea.
La célula es, entonces, la unidad mínima de un organismo capaz de
actuar de manera autónoma. Todos los organismos vivos están formados
por células, y en general se acepta que ningún organismo es un ser vivo
si no consta al menos de una célula.
Los virus, por ejemplo, constan de una cubierta de proteína en cuyo
interior alberga DNA o RNA, es el equivalente a un cromosoma en
cuanto a su estructura, por tanto no es una célula. Un virus no respira, ni
se alimenta en condiciones normales, necesita parasitar una célula para
poderse replicar y cumplir con sus actividades vitales.
La Biología estudia las células en función de su constitución molecular
y la forma en que cooperan entre sí para constituir organismos muy
complejos, como los organismos pluricelulares, Para poder comprender
cómo funciona un cuerpo sano, cómo se desarrolla y envejece y qué
falla en caso de enfermedad, es necesario conocer las células que lo
constituyen.
Toda célula, debe vivir en un medio húmedo, debe estar embebida en
una solución acuosa que le permita incorporar el material nutritivo que
está disuelto en el agua. Este fluido se denomina fluido extracelular
(FEC); contiene todos los componentes necesarios para que la célula
sobreviva: sales disueltas, gas carbónico, oxígeno y carbohidratos entre
Libardo Ariel Blandón Londoño
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otros. Del medio extracelular extrae los materiales que necesita y a él
devuelve las sustancias de desecho.
Según sea el grado de diferenciación o madurez, las células pueden ser
embrionarias o diferenciadas.
Células embrionarias: son aquellas células de edad temprana que
aparecen en los embriones formando los primeros tejidos después de la
fecundación. En las plantas son las meristemáticas o tejidos
denominados meristemas que se hallan en las yemas. A las células
embrionarias se les llama totipotenciales por tener la capacidad de
originar cualquier tipo de tejido o célula. Una célula embrionaria puede
producir tejido muscular, óseo, epitelial o nervios entre algunos tejidos
animales. Como células embrionarias tenemos las que se forman en la
segmentación, estas células se denominan blastómeros. También son
embrionarias las que aparecen en la blástula, y también las que
constituyen el ectodermo, mesodermo y endodermo de los embriones de
animales y vegetales, incluyendo los meristemas.
Células meristemáticas de yema apical de raíz de cebolla Allium cepa
coloreadas con aceto-orceína
En las plantas, la células embrionarias constituyen las yemas, que son
apicales (tallo y raíz) y se encargan del crecimiento del tallo y de la raíz;
Biología General
65
axiales o laterales que originan la ramas de la planta. Las células que
constituyen las yemas se denominan meristemáticas o simplemente
meristemas. También encontramos células meristemáticas en el
Cambium vascular de tallos y raíces y tienen como función el
crecimiento, en grosor, de los mismos.
Las células embrionarias están continuamente en división celular, por tal
motivo son utilizadas en la observación de la Mitosis. Si seleccionamos
un buen tejido encontramos células en todas las etapas de la división
celular.
Células diferenciadas: son aquellas células que ya han tenido cierto
grado de madurez o de diferenciación; la diferenciación es una
transformación o especialización de las células para asegurar las
distintas funciones que se pueden cumplir en un ser vivo. Las células
que se diferencian o especializan componen los tejidos, aun así
conservan la capacidad de reproducirse, pero en este caso es más
restringida dicha reproducción debido a que se producen células
similares.
Las células embrionarias están en capacidad de originar cualquier clase
de tejido, mientras que las células de un tejido sólo producen células del
mismo tejido: células óseas producen células óseas. Cuando las células
logran cierto grado de madurez o especialización pierden la capacidad
de reproducirse. Un ejemplo de este fenómeno es el de las células
nerviosas o los haces vasculares de las plantas que ya no se pueden
dividir, dada su especialización.
2.1 Descubrimiento de la célula.
Robert Hooke, (1635-1703), científico inglés conocido por su estudio de
la elasticidad aportó también otros conocimientos en varios campos de
la ciencia, también fue pionero en realizar investigaciones
microscópicas y publicó sus observaciones, entre las que se encuentra el
descubrimiento de las células vegetales. observando tejidos de corcho.
Vio que estos tejidos presentaban una serie de hendiduras, u orificios,
Libardo Ariel Blandón Londoño
66
espacios vacíos, a los que denominó células (del latín: cellula que
significa celda, hueco). Así entonces acuñó el término célula.
Más tarde, observando tejidos vivos, vio que dichos orificios estaban
llenos de un fluido vivo, que esta era la verdadera unidad viva, pero ya
había publicado el término y no tuvo más remedio que dejarle ese
nombre: célula.
Más tarde, observando tejidos vivos, vio que dichos orificios estaban
llenos de un fluido vivo, que esta era la verdadera unidad viva, pero ya
había publicado el término y no tuvo más remedio que dejarle ese
nombre: célula.
Tejido de corcho,
Obsérvense los huecos o celdas, cada uno contenía una célula viva
El primero que vio animales unicelulares (protozoos) fue el holandés
Antonie van Leeuwenhoek, en 1674, y con ayuda de una lente que talló
de un trozo de cristal grueso, observó en una gota de agua de estanque
un verdadero mundo de seres vivos. Encontró que una gran cantidad de
minúsculas estructuras se movían en distintas direcciones; a estos seres
los llamó animálculos o animáculos. Más tarde se encontró que estos
animálculos correspondían a células individualizadas y que eran de
carácter animal en su mayoría; se descubren entonces los protozoos y
los demás microorganismos. Lo anterior permite el nacimiento de la
microbiología.
Biología General
67
Micrografía que muestra algunos animálculos en una gota de agua de estanque.
2.2 Estructura de la célula
Una célula normalmente está constituida por una membrana celular que
envuelve un protoplasma que consiste de un fluido de carácter acuoso.
En él se hallan inmersas ciertas estructuras, las organelas las cuales
cumplen funciones específicas. En las células vegetales suele llamársele
protoplasto. a todo el contenido celular.
La mayoría de las células se hallan formando rejidos, y dependen, para
su subsistencia de un mismo fec (fluido extracelular) por eso es mejor
imaginárselas en conjunto, en un tejido como en la foto siguiente..
Micrografía de una hoja de elodea. Sus células constituyen un tejido
La células, entonces, conservan el esquema mencionado: un protoplasto
rodeado de una membrana; cuando en el protoplasma no se observa una
Libardo Ariel Blandón Londoño
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estructura nuclear, las llamamos células procariotas. Éstas tienen el
material genético organizado en un lugar específico del protoplasma.
Por eso decimos que no tienen un núcleo aparente. Pero células más
evolucionadas, para proteger su material genético, que se hace cada vez
más complejo con la evolución, desarrollaron una doble membrana que
envuelve dicho material; al ver estas células al microscopio se les puede
apreciar dicho estructura y decimos que presenta un núcleo aparente.
Estas células se denominan eucariotas.
Un organismo formado por células eucariotas se denomina eucarionte.
Existen células que tiene varios núcleos cono las fibras musculares de
los vertebrados que tienen varios núcleos: éstas se llaman coenocíticas
(cenocíticas) y reciben el nombre de cenocitos. En células eucariotas el
protoplasma comprende el citoplasma y el núcleo. En síntesis: la célula
comprende: membrana, citoplasma y núcleo.
MEMBRANA
CÉLULA CITOPLASMA
PROTOPLASMA NÚCLEO
Biología General
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A. Pared celular
En células vegetales, por fuera de la membrana plasmática, existe una
estructura compuesta principalmente de celulosa llamada Pared celular.
Según el grado de diferenciación o madurez de la célula ésta puede ser
primaria, secundaria o terciaria.
Biogénesis de la pared celular
A partir de vesículas llenas de los componentes de la pared celular, y
que provienen del aparato de Golgi, se produce la pared celular. Dichas
vesículas se localizan en el fragmoplasto que es un arreglo del
citoesqueleto, propio de las células que se hallan en división celular. En
el fragmoplasto se fusionan las vesículas del aparato de Golgi y
constituyen el plato celular el cual crece desde el interior de la célula en
división, hasta ponerse en contacto con las paredes laterales. La pared
celular, pues, se forma durante el proceso de la división celular. Aparece
formando un tabique entre los dos núcleos recién formados de la
telofase.
Una vez formada, la pared crece por deposición de materiales de
celulosa desde dentro hacia fuera gracias a la gracias a la celulosa
sintasa Cada una de estas paredes se va formando como secreción
citoplasmática de dentro hacia fuera de la célula, recibiendo los nombres
de pared primaria, la más externa; pared secundaria la segunda y pared
terciaria la más interna respectivamente.
Se tiene en cuenta el orden en que sale de la célula. Entre dos paredes
adyacentes existe una membranita muy delgada y transparente que las
separa (o las une), esta es la laminilla media. Además presentan, dichas
paredes, unos orificios que unen los citoplasmas de dos células
consecutivas, estos orificios son los plasmodesmos.
B. Membrana plasmática
Está presente en todo tipo de células. Constituida por una bicapa
lipoproteica. Rodea el protoplasma y conecta el interior de la célula con
Libardo Ariel Blandón Londoño
70
el medio externo o fluido extracelular FEC. Su función es controlar el
paso de sustancias desde o hacia la célula, además de ser sensible a
cualquier estímulo, por tanto tiene un alto índice de irritabilidad. Por la
anterior se le denomina unidad de membrana.
Cuando se dice que un organelo tiene unidad de membrana, estamos
diciendo, entonces, que ésta tiene el mismo tipo de membrana de la
plasmática. A través de ella se da el paso de sustancias: desde o hacia la
célula.
Cuando el paso a través de la membrana es de moléculas muy grandes,
hay gasto de energía: ATP, se llama transporte activo; pero si las
moléculas son tan pequeñas que pasan espontáneamente, no hay gasto
de energía y el fenómeno se llama transporte pasivo.
Unidad de membrana
Estructura de la membrana
Como puede verse en el squema anterior, cada una de las capas de la
membrana está constituida por dos subcapas, una de carácter proteico
hacia el extremo de la membrana que es hidrófila (afín con el agua) y
otra de lípido ubicada hacia el centro de la membrana que es hidrófoba
(rechaza el agua) Esta constitución hidrófila-hidrófoba es lo que permite
un estricto control en el ingreso o salida de agua de la célula.
Biología General
71
Las dos subcapas se topan por el lado lipídico quedando en los dos
extremos las capas proteicas de la membrana celular. Vale la pena
aclarar que cualquier tipo de membrana que se halle dentro de la célula
(membrana de mitocondria, de retículos o vacuolas, por ejemplo), tiene
las mismas características estructurales de la membrana externa o
plasmática por eso se le denomina unidad de membrana.
La membrana celular mide aproximadamente 75 A (Angstrom). Es del
tipo de las semipermeables porque no todo tipo de sustancias la puede
atravesar. Es selectiva mientras la célula permanezca viva, así se ejerce
un control riguroso en el paso de sustancias a través de ella.
El paso de sustancias a través de la membrana será motivo de discusión
más adelante.
C. El citoplasma
Tiene entre un 70 o 80 por ciento de agua, teniendo en cuenta extremos
menores de un 1% de agua como las células de algunas semillas secas o
un 99% en aguamalas y otros hidrozoos .El citoplasma presenta además
hormonas, vitaminas, sales minerales, gas carbónico, Oxígeno, glucosa.
y ácidos grasos entre otros.
Organelas: Embebidas en el citoplasma encontramos corpúsculos o
estructuras con funciones muy importantes para el mantenimiento de la
célula. Ente ellos tenemos:
Los Plastidios: Son propios de las células vegetales. Se clasifican según
la sustancia que almacenen en sus estructuras. Por ejemplo: los que
almacenan reservas de alimento son incoloros y por eso se llaman
leucoplastos. (leuco = incoloro).
1 Los leucoplastos que almacenan almidón se llaman amiloplastos.
2 Los que almacenan aceites se denominan oleoplastos o elaioplastos.
3 Los que almacenan proteínas se conocen como proteoplastos.
Aquellos plastidios que almacenan pigmentos se denominas
cromoplastos (cromos = color). Por ejemplo: los que almacena
Libardo Ariel Blandón Londoño
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pigmentos de la gama del amarillo al rojo de llaman carotenoides (Beta
caroteno y xantofilas) y los que almacenan el pigmento verde clorofila
se denominan cloroplastos que abundan en las hojas de las plantas y en
los tallos jóvenes, gracias a la clorofila pueden realizar la fotosíntesis.
La fotosíntesis:
Este hecho ocurre en las plantas verdes gracias a la clorofila; la
fotosíntesis es la producción de alimento (carbohidratos) a partir de CO2
y H2O en presencia de luz. En este caso la energía luminosa se
transforma en energía química, fijándose en los enlaces del carbohidrato
formado o producido. En el proceso se produce O2 que es liberado a la
atmósfera a través de los estomas de las hojas. El O2 que se produce
viene de la hidrólisis del agua. La reacción es la siguiente:
Luz Atmósfera
6H2O + 6CO2 C6 H12 O6 +6O2
6 molécula de agua reaccionan con 6 de gas carbónico, en presencia de
luz, para producir una molécula de carbohidrato y 6 de oxígeno que van
a la atmósfera. La energía que ingresa se fija en el carbohidrato en forma
de energía química.
Estructura del ATP Adenosín trifosfato.
Biología General
73
Los enlaces de la adenosina con los grupos fosfatos (P) son de alta
energía, cuando se libera un grupo fosfato, la molécula se transforma en
ADP, ésta incorpora otro grupo fosfato y se convierte nuevamente en
ATP. Puede decirse, por lo anterior, que el ATP es un transportador de
grupos fosfatos, es decir, un transportador de energía.
La Mitocondria
Es la organela responsable de la respiración celular. Se le denomina la
casa eléctrica de la célula debido a que allí es donde se libera la energía
suficiente para el metabolismo de la celula.
Respiración celular: Respirar es quemar. Es la combustión de la
glucosa en presencia de oxígeno; produciéndose agua, CO2 y ATP
(Adenosín trifosfato). Esto ocurre en la mitocondria. La energía que se
libera es utilizada por la célula para sus actividades metabólicas. Como
se puede ver, es el inverso de la fotosíntesis, lo que allí se produce, aquí
se consume.
Aquí entra una molécula de glucosa y 6 de O2 para producir 6 de agua,
6 de dióxido de carbono y la energía química contenida en los enlaces
de la glucosa se libera en forma de ATP. (Adenosín trifosfato) que es
utilizada por la célula para su metabolismo.
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Ejercicio 3
1. Complete el siguiente cuadro
Organela Función
Mitocondria
Plastidios Cromoplastos
Plastidios leucoplastos
Lisosomas
Vacuola digestiva
Vacuola de reserva o
almacenamiento
Vacuola contráctil
Centrosoma (centriolos)
Ribosoma
Retículo endoplasmático rugoso
Retículo endoplasmático liso
Aparato de Golgi
2. Establezca cinco diferencias entre la célula animal y vegetal.
3. Cuál es la diferencia entre los trabajos de Robert Hooke y de Antony
van Leeuwenhoek.
4. Quién acuñó el nombre de célula y en qué tipo de tejidos trabajó.
Biología General
75
5. Cuál es la diferencia entre retículo endoplasmático rugoso y liso. Que
ocurre en cada uno de ellos.
6. Qué diferencia existe entre protoplasma y citoplasma.
7. Fotosíntesis y respiración son dos eventos: Establezca un paralelo
entre ellos.
- Qué sustancias entran y se consumen y cuáles se producen en cada
evento.
- Cuál evento se da en las plantas y cual en los animales
- Explique los ciclos del gas carbónico y del oxígeno
8. Cuál es la función del ADP
9. De los diferentes tipos de plastidios: cuáles son cromoplastos y cuáles
son leucoplastos. Dar ejemplos de cada uno.
10. Cuáles plastidios producen pigmentos y cuáles almacenan alimentos;
defina cada uno de ellos.
2.3 Transporte a través de la membrana
Como habíamos dicho antes, toda célula para que pueda subsistir, debe
estar embebida en un medio en solución acuosa; sea una célula
individualizada como un protozoo o así haga parte de un tejido. El
medio externo que contiene los fluidos es el FEC (fluido extracelular).
Es importante anotar que dicho FEC es una solución compuesta dado
que tiene diversos solutos disueltos en agua. El agua es el solvente
universal.
El comportamiento de la célula depende de la diferencia de
concentraciones de los solutos que hay en el medio extracelular con
respecto del interior de ella. Todo soluto tiende a mover los solventes
hacia él, es decir la tendencia es que el solvente se dirige hacia el soluto
atraído por él. En condiciones normales la concentración de solutos
dentro de la célula debe ser más o menos igual a la del exterior de la
célula, si aumenta el soluto en el FEC sale agua de la célula y si
Libardo Ariel Blandón Londoño
76
disminuye entonces entra agua, el solvente siempre se desplaza hacia el
soluto.
Los cambios pequeños y continuos de la concentración del FEC son los
que mantienen la célula en acción. Las necesidades que tienen los seres
vivos deben ser suplidas por el medio, esto permite que el ser vivo
actúe, vaya hacia el alimento, copule o evite el peligro, la célula hace
igual, responde a esos pequeños cambios que ocurren en el exterior de
ella.
Membranas
En las células o en los tejidos de los seres vivos encontramos que las
membranas son de suma importancia para el control en el ingreso o
salida de sustancias. En el sentido conceptual existen tres tipos de
membrana:
Membrana impermeable: no deja pasar sustancias. Podemos decir que si
no permite el paso del agua es impermeable al agua.
Membrana permeable: deja pasar las sustancias. Decimos, entonces que
si deja pasar el oxígeno es permeable al oxígeno. Una bolsa plástica
delgada puede ser permeable al oxígeno, pero es impermeable al dióxido
de carbono o al agua. Será, entonces, una membrana semiermeable.
Cuando compramos un pececito en un acuario nos lo empacan en una
bolsa de plástico y le echan un buen nudo para que el agua no se nos
riegue en el camino. El pez puede vivir allí en esas condiciones debido a
las características de la bolsa plástica. Las membranas, permeable e
imermeable, son conceptos debido a que en la realidad no se dan. Si no
deja pasar nada no es membrana y si deja pasar todo no hay membrana.
Membrana semipermeable: es el concepto real: Deja pasar unas
sustancias y otras no, este es el tipo de membranas que utilizan los seres
vivos. Estas membranas son sistemas no vivos, funcionan en
condiciones físicas puramente, no importa que la célula o el tejido esté
vivo o no. En los seres vivos hay una característica especial en este tipo
Biología General
77
de membranas y es el carácter de Selectividad. Para que una membrana
sea selectiva es necesario que la célula o el tejido esté vivo.
La selectividad es el control que el ser vivo ejerce sobre una membrana
semipermeable para que actúe cuando le convenga o no.
El caso de un cadáver que es recuperado en un río, completamente
hinchado, nos da muestras de que no hubo control en la absorción de
agua por las células, no hubo selectividad.
Un ser vivo en las mismas condiciones no se hincha debido a que hay
selectividad o control en el ingreso de agua a las células o tejidos.
Medios de concentración
Teniendo en cuenta los diferentes tipos de concentración en que puede
estar una célula podemos concluir que:
1. Si colocamos una célula en un medio cuya concentración es igual a la
de su interior, decimos que dicha célula está en un medio isotónico. La
célula, en este caso se halla en condiciones normales y no ocurre nada
anormal.
2. Si colocamos una célula en un medio cuya concentración es mayor
que la de su interior, decimos que dicha célula se halla en un medio
Hipertónico. Si el medio externo tiene mayor concentración de soluto,
el agua de la célula empieza a fluir hacia fuera buscando el equilibrio
hasta igualar las concentraciones; si lo logra bien, pero si no lo logra, la
célula sigue perdiendo agua hasta deshidratarse causándole la muerte.
Este fenómeno se conoce como plasmólisis. Un ejemplo clásico es
cuando echamos sal a una tajada de mango verde. Vemos cómo empieza
a salir agua de las células del mango. O, cuando salamos la carne vemos
como ésta se deshidrata y queda sumida en un charco de agua.
Libardo Ariel Blandón Londoño
78
3. Si colocamos una célula en un medio cuya concentración es menor
que su concentración interna, decimos que dicha célula está en un medio
Hipotónico. Empieza a fluir agua hacia donde hay mayor
concentración, hacia el interior de la célula en este caso. Si la célula
empieza a absorber agua, se va hinchando lentamente hasta alcanzar el
equilibrio entre las dos concentraciones.
Si la diferencia entre las concentraciones es muy grande, el flujo de agua
hacia dentro de la célula continúa hasta que la célula se revienta. Si esto
ocurre, la célula se muere y el fenómeno se llama lisis.
Cuando entra agua al interior de una célula, aumenta la presión interna:
de dentro hacia fuera causando el aumento de tamaño, de volumen. -En
la misma forma que aumenta el volumen de una bomba de hule cuando
la inflamos- Esta presión se llama presión de turgencia debido a que la
célula se pone túrgida.
Biología General
79
Tipos de transporte
El movimiento de sustancias que atraviesan la membrana puede
clasificarse en dos tipos de transporte: Activo si gasta energía y pasivo si
el movimiento de las partículas es espontáneo, sin gasto de energía
(ATP).
Cuando son solutos los que pasan a través de la membrana el fenómeno
se llama diálisis, la que es espontánea si las partículas o moléculas son
muy pequeñas, como ocurre con el paso de la glucosa. Pero puede ser
activo si pasan moléculas muy grandes como proteínas o almidón. Un
ejemplo es la filtración de la sangre en el glomérulo para la formación
de la orina. Aquí la energía es tomada de la presión sanguínea.
Cuando es el solvente el que atraviesa la membrana porque el soluto no
puede hacerlo estamos ante un caso de transporte pasivo debido a que el
fenómeno no gasta energía, el movimiento del agua es causado por el
soluto que atrae el agua hacia él. Cuando es el solvente el que atraviesa
la membrana, el fenómeno se llama ósmosis, y la presión que ejerce el
agua sobre dicha membrana al atravesarla se llama presión osmótica.
Cuando un soluto o un solvente se difunden en un medio dado de una
manera espontánea estamos frente a un caso de difusión, el movimiento
se da desde donde hay mayor concentración hacia donde hay menor
concentración. El fenómeno es un tipo de transporte pasivo debido a que
no hay gasto de energía. Un ejemplo muy común es cuando dejamos
esparcir o difundir humo en un recipiente cerrado;
Moléculas que atraviesan la membrana. ¿Hacia dónde se
dirigen las cafés? ¿y las azules?
Libardo Ariel Blandón Londoño
80
El humo se difunde espontáneamente en el espacio a través de un tiempo
dado a partir del cual se logra el equilibrio y dicho equilibrio se
consigue cuando las partículas están uniformemente esparcidas por todo
el recinto o recipiente.
La difusión es tan económica para los seres vivos que este es el
mecanismo para transportar infinidad de sustancias. El paso de O2 del
alvéolo a los capilares sanguíneos se da mediante la difusión debido a
que en el alvéolo hay más concentración de Oxígeno y en el capilar hay
menos concentración, por tanto salta espontáneamente y atraviesa la
membrana. De igual modo sale el dióxido de carbono del capilar al
alvéolo. Por diferencia de concentraciones pasa de donde hay mayor
concentración a donde hay menor concentración. La eliminación de
sustancias de la célula al FEC se da también por diferencia de
concentraciones
Es muy importante anotar que la concentración y la temperatura
influyen de manera directa en la velocidad de difusión de las sustancias
en el organismo. En un medio donde se incremente la temperatura, la
velocidad es mayor, de igual manera si se incrementa la concentración
del soluto o de las partículas que se difunden la velocidad aumenta. Esto
se ve reflejado en la acción de una droga en pacientes con fiebre o con
hipotermia o la concentración de la misma y su acción inmediata.
Ejercicio 4
1. Qué diferencia hay entre una solución simple y una solución
compuesta.
2. En qué consiste la concentración de una solución: que significa
solución saturada, insaturada y sobresaturada. Explique.
3. Cómo explica usted el FEC, qué función cumple en un tejido celular.
Biología General
81
4. .Cómo se clasifican las membranas, dé ejemplos de cada una.
Explique el fenómeno de la selectividad de la membrana.
5. Utilizando el esquema sobre “medios de concentración” explique lo
que ocurre en cada uno de los casos cundo variamos la
concentración de dichos medios.
6. Qué diferencia hay entre transporte activo y transporte pasivo.
7. Explique, con sus propias palabras, los fenómenos de difusión,
ósmosis y diálisis; dé ejemplos de cada uno.
8. En el esquema siguiente explique la difusión, interprete el esquema
y complete lo que ocurre con el CO2 desde que sale de la célula
hasta cuando ingresa al alvéolo y el O2 cuando ingresa a la sangre.
Esquema que explica el fenómeno de la difusión de moléculas entre el alvéolo y la
célula, y el torrente sanguíneo.
Libardo Ariel Blandón Londoño
82
2.4. El núcleo celular
Una célula está, o en Interfase o en División celular. El núcleo de la
célula es conocido también como núcleo interfásico debido a que dicho
núcleo aparece solamente cuando la célula está en interfase que es su
estado fundamental. Decimos que es el estado fundamental porque es el
estado normal, el otro estado sería la división celular.
Recordemos que las células que no tienen un núcleo aparente se
denominan Procariotas, esto no quiere decir que no tengan material
genético, significa que no tienen una membrana nuclear que lo
mantenga envuelto en el citoplasma. Las células que sí presentan un
núcleo aparente o definido se les llama Eucariotas y tienen una doble
membrana nuclear que limita o envuelve el material genético del
citoplasma.
El componente más notorio y evidente cuando se observa la célula al
microscopio es una estructura celular: el núcleo. Es el centro de control
celular y contiene la información genética que le da a cada célula las
características morfológicas, fisiológicas y bioquímicas que le son
propias. Es imprescindible para que la célula sobreviva.
Características del núcleo interfásico
En los periodos en los cuales la célula no está en división, el núcleo no
presenta cromosomas visibles y por eso se lo denomina núcleo
interfásico, a menos que se halle en una interfase final donde ya ha
transcurrido la síntesis de DNA y el material genético está empaquetado
en los cromosomas.
Estructura:
En las células eucariotas se encuentra un núcleo con características
morfológicas similares a las de cualquier célula y constituido por una
membrana nuclear doble, jugo nuclear, cromatina, (aún no hay
cromosomas) y nucléolo, hablándose en estos casos de núcleos típicos.
Biología General
83
En células procarióticas existe un nucleoide: no existe núcleo como una
estructura definida, el material nuclear se halla disperso en gránulos por
el citoplasma, no existe carioteca que limite y encierre lo componentes
nucleares. Como al microscopio no se le observa núcleo aparente,
decimos que es anucleada, o simplemente sin núcleo.
Forma:
La forma del núcleo puede ser regular o irregular
Regular: esférica, ovoide, cúbica coincidiendo con la forma de la célula.
Es decir que la forma del núcleo coincide generalmente con la de la
célula.
Irregular: por ejemplo en los glóbulos blancos polimorfonucleares; su
morfología polilobulada y en forma de herradura es la que le da aspecto
irregular al núcleo.
Tamaño:
Su tamaño es variable pero en general guarda relación con la célula.
Podemos referirnos a él en términos absolutos en cuyo caso daremos
una medida en micrones, o también hacerlo en forma relativa y referirlo
a la relación “núcleo/citoplasma”; esta relación es muy importante
porque cuando disminuye por el aumento del volumen del núcleo
cuando se duplica el material genético, se induce la división celular.
Posición:
La posición del núcleo en las células es muy relativa Varía según el tipo
de célula, (vegetal o animal, de almacenamiento como plastidios) y
según la materia acumulada en la célula.
Cada célula tiene el núcleo en una posición característica, en casi todas
las células animales es céntrico, en algunas como las adiposas y las de
Libardo Ariel Blandón Londoño
84
las fibras musculares estriadas esqueléticas es excéntrico, en las
epiteliales se ubica en la zona basal.
Número
Así como hay células sin núcleo definido, también las hay con
varios. Las células polinucleadas o multinucleadas reciben el
nombre de cenocíticas o más técnicamente coenocíticas. Como
ejemplo tenemos las células musculares
La membrana externa se proyecta hacia el citoplasma dando origen al
Retículo Endoplasmático que se extiende sobre él y que une al núcleo
con el citoplasma, y éste con el medio externo de la célula.
La Membrana interna envuelve el material genético o jugo nuclear,
denominado también Red de cromatina por su alta capacidad de tinción.
Como este contenido nuclear es de carácter ácido se le conoce también
como Ácidos nucleicos.
Dentro del núcleo de la célula encontramos también lo Nucléolos que
son estructuras huecas sin membrana que contiene RNA de reserva. Allí
se sintetizan varios tipos de RNA y moléculas de proteínas incluyendo
las histonas. Parte de este RNA se condensa en los Ribosomas que son
Biología General
85
importantes en las síntesis de las proteínas tanto del núcleo como de
otras partes de la célula.
4.2 .Contenido nuclear
El núcleo funciona como el centro de regulación de la célula. Si
removemos el núcleo de una ameba, ésta puede sobrevivir algún tiempo
pero no se podrá reproducir debido a la ausencia de su material genético.
La red de cromatina o material genético está distribuida en el núcleo
según su densidad:
Heterocromatina: Se caracteriza por:
A. tener ciclos de enrollamiento y desenrollamiento de manera
continua.
B. ser muy densa, por tanto se tiñe fuertemente con colorantes
apropiados.
C. ubicarse en la periferia del núcleo hacia la membrana interna.
Eucromatina: Se caracteriza por:
A. no presentar ciclos de enrollamiento y desenrollamiento
B. ser poco densa, por tanto se tiñe poco, tiene baja capacidad de
tinción.
C. ubicarse en el centro del núcleo celular. Vista al microscopio se
observa una tinción suave.
Tipos de ácidos nucleicos:
Los ácidos nucleicos son de dos tipos: Acido Desoxirribonucleico: ADN
y el Ácido Ribonucleico: ARN por sus siglas en español. Las siglas
originales del inglés serían DNA y RNA respectivamente.
Libardo Ariel Blandón Londoño
86
Estructura del DNA
La molécula de DNA está constituida por una doble cadena de
Polinucleótidos. Aquí las unidades son los nucleótidos. Un
polinucleótido es una cadena de muchos nucleótidos.
Un nucleótido se denomina mononucleótido, a dos nucleótidos se les
llama dinucleótido, a tres nucleótidos se llamaría trinucleótido, a 4 o 5 o
más polinucleótido.
Un nucleótido está constituido por una base nitrogenada B, unida a una
molécula de azúcar S (por su sigla en inglés “sugar”) y todo esto unido a
un grupo fosfato P (ácido fosfórico)
El esquema muestra la manera como se unen las moléculas para formar un
nucleótido. El complejo está constituido por: “PO4-pentosa-base nitrogenada”
Biología General
87
Cuando se realiza la hidrólisis completa de los ácidos nucleicos, se
obtienen tres tipos de componentes principales:
Azúcar, en concreto una pentosa.(azúcar de cinco carbonos). Bases
nitrogenadas: púricas y pirimidínicas. Ácido fosfórico.
El azúcar, en el caso de los ácidos desoxirribonucleicos (ADN) es la 2-
desoxi-D-ribosa y en el caso de los ácidos ribonucleicos (ARN) es la D-
ribosa.
Las bases nitrogenadas que forman parte de los ácidos nucleicos son de
dos tipos: Purinas y Pirimidinas.
Libardo Ariel Blandón Londoño
88
La siguiente secuencia muestra las bases nitrogenadas unidas, una de
otra, por enlaces P-S; deberán unirse entonces un azúcar con el fósforo
siguiente representados por enlaces de color rojo para unir un nucleótido
con el siguiente.
Modelo espiralado de la molécula de DNA. Semejan unas escaleras en espiral:
véase el siguiente linck
http://isearch.babylon.com/?q=DNA&s=images&as=0&babsrc=HP_ss
Biología General
89
Las bases nitrogenadas
Son derivados de las purinas y de las pirimidinas. Una purina se
complementa con una pirimidina de la siguiente manera:
Purinas: Son Adenina y Guanina. Se representan como A y G que son
sus iniciales
irimidinas: Timina, Citosina y Uracilo. Se representan con sus iniciales:
T, C y U.
Si en la secuencia anterior de nucleótidos remplazamos la B por sus
bases nitrogenadas la estructura serías.
Libardo Ariel Blandón Londoño
90
Distribución espacial de las moléculas del DNA. Obsérvese cómo se dan los
enlaces entre cada nucleótido y el complementario y entre éstos y el siguiente.
Biología General
91
Síntesis del DNA
Cuando una célula se va a dividir, debe doblar su material genético para
que cuando se parta en dos células hijas le pueda garantizar la cantidad
completa de dicho material a cada una de ellas. Toda célula tiene un
número de moléculas de DNA constante y diferente para cada especie,
por ejemplo las células humanas tienen 46 moléculas en su núcleo
interfásico, cuando pretenden dividirse doblan cada una de sus
moléculas, (este fenómeno se denomina Síntesis de DNA); y al terminar
su duplicación se rodean o empaquetan en una cápsula de proteína, se
enrollan y se acortan, adquieren la forma de Cromosomas los que
aparecen en díadas. Una díada cosiste de dos filamentos unidos por un
centrómero.
Cada filamento o hebra contiene en su interior una molécula completa
de DNA. Su estructura será analizada más adelante. En este instante las
46 moléculas están haciendo exactamente la misma actividad, se están
duplicando.
Cómo se duplica el DNA:
Una enzima llamada DNA polimerasa se libera en uno de los extremos
de la larga cadena de DNA y empieza a romper los enlaces entre las
bases nitrogenadas, cada una de las cadenas se va separando a medida
que avanza la acción de la enzima.
Las bases nitrogenadas que quedan libres, atraen nuevas bases
nitrogenadas complementarias que están en el núcleo, dando origen, así,
a una nueva cadena alrededor da la cadena vieja. En este momento
comienza a rodearse dicha estructura por una capa de proteína la cual va
cubriendo cada cadena vieja con la respectiva nueva; el proceso de
formación de los cromosomas ha comenzado.
Cuando la cadena termina en el otro extremo su separación, tenemos un
cromosoma con dos filamentos, la díada. En células con 46 moléculas
como en los humanas tendríamos un producto de 46 cromosomas
Libardo Ariel Blandón Londoño
92
constituidos en díadas, en la mosca de la fruta (Drosophyla) que tiene 8
moléculas tendríamos 8 díadas.
Duplicación de la molécula de ADN. Observemos cómo se van formando nuevas
cadenas alrededor de la cadena vieja:
Ejercicio 5
1. Cómo se clasifican las células según tengan o no núcleos.
2. Cuáles son las funciones del núcleo de una célula.
3. Cuando decimos que una célula tiene núcleo interfásico ¿a qué nos
estamos refiriendo?
Biología General
93
4. Explique, con sus propias palabras, las características del núcleo.
5. Cuál es la diferencia entre eucromatina y heterocromatina.
6. En qué consisten los ácidos nucleicos. Explique cada uno.
7. Qué es una nucleótido y en qué se diferencia de un nucleósido.
8. Cuáles son las bases nitrogenadas y cómo se combinan para originar
la cadena de DNA y RNA
9. Explique la estructura del DNA, para ello elabore esquemas que
expliquen. dicha estructura.
10. Para qué se da la duplicación del DNA en la célula y cuál es la
enzima que rompe los enlaces de las bases nitrogenadas
.
RNA y síntesis de proteínas.
Una molécula de RNA está constituida por una sola cadena de
polinucleótidos. A diferencia de la molécula de DNA que presenta dos.
Además el tipo de azúcar que hace parte de su estructura molecular es
una ribosa, de ahí su nombre. Ahí tenemos otra diferencia con el DNA
que tiene una desoxirribosa.
Su molécula está, entonces, constituida así::
Nucleótido de RNA. Nótese los dos OH inferiores de la Ribosa.
Libardo Ariel Blandón Londoño
94
http://isearch.babylon.com/?q=diferencia+entre+DNA+y+rna&s=i
mages&as=0&babsrc=HP_ss
Esquema que muestra la diferencia entre DNA y RNA
Biología General
95
Tipos de RNA:
Existen tres tipos de RNA:
RNA Ribosomal: (RNAr). Se produce en los nucléolos de la célula y
allí permanece mientras se necesita en los lugares de síntesis de
proteínas. Hace parte de los ribosomas en un 60% más o menos de su
contenido biológico, para ser utilizado es necesario que se desplace del
núcleo a los lugares de síntesis principalmente en el Retículo
endoplasmático rugoso o granular que es donde se hallan los ribosomas
en cantidades enormes. La función que cumplen los ribosomas en la
síntesis de las proteínas es actuar como agente enganchador, (si se me
permite el término), de aminoácidos, dado que es el que establece los
enlaces peptídicos (enlace entre dos aminoácidos para formar un
dipéptido). Recordemos que una cadena de aminoácidos unidos por
enlaces peptídicos constituyen un polipéptido.
Esquema de un ribosoma, obsérvese las dos estructuras que lo conforman http://www.google.com.co/images?hl=es&biw=1008&bih=399&gbv=2
&tbs=isch%3A1&sa=1&q=ribosoma&btnG=Buscar&aq=f&aqi=g10&a
ql=&oq=&gs_rfai=
RNA de Transferencia o transportador: (RNAt) presenta forma de
hoja de trébol debido a los enlaces de la molécula que por tener cierta
regularidad en algunos tramos, se da una atracción en la estructura y al
ejecutarse cierta torsión adquiere la forma antes señalada. Su forma
origina tres asas, la inferior presenta una tripleta llamada anticodón que
Libardo Ariel Blandón Londoño
96
es el complemento de otra tripleta llamada codón que es la que reconoce
o define un aminoácido determinado. Dicho codón es halla en el RNA
mensajero. En el extremo 3 prima del RNAt, el grupo OH se une con el
aminoácido y este es transportado desde su ingreso a la célula hasta los
lugares de síntesis que es el Retículo endoplasmático rugoso. Dicho
aminoácido es ubicado por el RNAt que tiene el complemento del codón
que lo deberá reconocer más adelante. Veamos un ejemplo:
CUU codifica para el aminoácido Leucina
AGA codifica para el aminoácido Arginina
AAA codifica para el aminoácido Lisina y
AGU codifica para el aminoácido Serina
Cuando decimos “codifica” nos referimos a que esa tripleta (codón)
reconoce el complemento de la tripleta del anticodón que contiene el
aminoácido determinado.
Esquema de una molécula de RNA de transferencia
RNA Mensajero: (RNAm) Tiene su origen en el núcleo de la célula. Se
forma a partir de un tramo de una de las cadenas de DNA que le sirve
como plantilla. La elección de la cadena es al azar. El RNAm toma la
información según la secuencia de las bases nitrogenadas del DNA Se
denomina mensajero porque lleva la información desde el núcleo a los
lugares de síntesis.
Biología General
97
Síntesis de una proteína:
La síntesis de las proteínas se da en tres momentos:
1 Transcripción: Es el paso de información del DNA al RNAm .Esa
información queda plasmada en la secuencia de las bases nitrogenadas
del RNAm que se forma. Según la proteína que la célula esté
necesitando, se activa una de las moléculas de DNA en el tramo
específico, que corresponde a un gen, por ejemplo (un tramo de varios
nucleótidos. Una enzima llamada RNA polimerasa rompe los enlaces
entre las bases nitrogenadas del DNA y se empieza a desenrollar dicha
cadena. Observemos con cuidado la estructura del siguiente esquema:
Esquema que muestra la formación del RNAm las tripletas 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 son
los codones.
(elaborado por Libardo Ariel Blandón L.)
Libardo Ariel Blandón Londoño
98
La cadena de DNA seleccionada para la transcripción tiene un sitio de
iniciación específico y se denomina cadena con sentido y existen
tripletas iniciadoras como AUG y GUG. la terminación se da gracias a
unos puntos que son reconocidos por la enzima RNA polimerasa. Estos
puntos se denominas cadenas sin sentido. Las tripletas terminadoras
son: UAA, UAG y UGA.
2--Traducción: es el segundo momento, aquí la información presente
en el RNAm dirige la síntesis de proteínas. Cuando las cuatro bases
nitrogenadas se ordenan en secuencias de a tres constituyendo tripletas,
se llaman codones, cada codón reconoce un aminoácido en particular, lo
que constituye el código genético.
C__G__U __C __G __G __U __C __A __U __A __C __U __G __A __U __C __G __G__A__A
Arg Arg Ser Tir Ocre Ser Ac Glu
El código genético se traduce según la tabla que aparece más abajo,
supongamos que la secuencia de bases del RNAm es:
CUU - AGA – AAA – UUU – AGU – GGG – ACU - UCU
La traducción de este código a aminoácidos, en una cadena polipeptídica
en el ribosoma sería:
Leu-Arg-Lys-Phe-Ser-Gly-Thr-Ser
El RNAm sale del núcleo de la célula, atraviesa la membrana y se dirige
al citoplasma en busca de los otros dos tipos de RNA que se hallan en el
retículo endoplasmático rugoso. Allí entre los tres deberán realizar la
síntesis de la proteína. Al RNAm se va uniendo cada RNAt con los
aminoácidos, los que encajen como complementarios se unen y así se
van seleccionando los diferentes aminoácidos y van conservando su
respectivo orden. Los que no encajen, continuarán buscando otras
Biología General
99
reacciones de síntesis, recuérdese que al mismo tiempo se están dando
miles de reacciones. en el citoplasma.
Código genético y los aminoácidos que codifica
Tabla que muestra todos los aminoácidos y las tripletas que los codifica. UAA,
UAG Y UGA son codones stop Y AUG Y GUG son codones de iniciación.
3--Ensamblaje y síntesis: Unidos los RNAm y RNAt y seleccionados
los aminoácidos en su respectivo orden, este complejo se dirige hasta el
Ribosoma al que debe atravesar, dado que éste es al que va a actuar
Libardo Ariel Blandón Londoño
100
como enganchador de aminoácidos mediante enlaces peptídicos para
formar una cadena de polipéptidos, es decir, una proteína.
Para entender mejor este proceso es necesario analizar muy bien el
esquemas anterior.
Biología General
101
Aminoácidos esenciales
La síntesis proteica requiere de un constante aporte de aminoácidos. Los
organismos heterótrofos sintetizan gran parte de estos aminoácidos a
partir de esqueletos carbonados. Los que requieren ser incorporados por
la ingesta, no pudiendo ser sintetizados, se denominan aminoácidos
esenciales, y son producidos por plantas y bacterias
Los aminoácidos no esenciales son producidos por el organismo y no
necesariamente entran a través de la ingesta de alimentos.
n el siguiente cuadro se resumen los dos tipos de aminoácidos..
Aminoácidos y neurotransmisores.
El impulso nervioso pasa de una célula a otra en el proceso conocido
como transmisión sináptica. La transmisión sináptica, o simplemente
Libardo Ariel Blandón Londoño
102
sinapsis, dicha transmisión está mediada químicamente por moléculas
muy pequeñas llamadas neurotransmisores.
Se conocen muchos neurotransmisores distintos. Diferentes tipos de
neuronas sintetizan distintos neurotransmisores. Por ejemplo el sistema
nervioso simpático utiliza la adrenalina y la noradrenalina
(catecolaminas), el sistema nervioso parasimpático utiliza la
acetilcolina.
Algunos neurotransmisores derivan químicamente de los aminoácidos.
La adrenalina y noradrenalina se sintetizan a partir de la tirosina, este
paso ocurre en el citosol de las neuronas adrenérgicas y células
adrenales y los neurotransmisores se almacenan en vesículas. El GABA
otro neurotransmisor, se sintetiza a partir del ácido glutámico, la
histamina a partir de la histidina, la serotonina a partir del triptófano.
Cada uno de estos neurotransmisores es sintetizado por neuronas
específicas.
Ejercicio 6
1. Cuáles son las diferencias entre el DNA y RNA
2. Cómo es la estructura de la molécula de RNA.
3. Cuáles son los tres tipos de RNA. Cuál es la función de cada uno.
4. En qué consisten los codones y anticodones, cuál es su importancia.
5. Explique cuáles son los tres momentos que se dan para lea síntesis
de una proteína.
6. Explique el esquema que muestra la formación del RNA mensajero.
7. En qué momento se forman los enlaces peptídicos de una proteína
Biología General
103
8. Qué son aminoácidos esenciales. Dar ejemplos.
9. En qué consisten los neurtransmisores, cuál es su función.
5. División celular
La división celular es el estado que sigue a la Interfase, habíamos dicho
que una célula podía estar solamente: “o en interfase o en división
celular”. Recordemos que en la interfase se forman los cromosomas
cuando termina la duplicación del DNA; el cómo ocurre se explica
mediante un análisis minucioso de la Interfase.
5.1 Interfase:
Es la preparación de la célula para dividirse, para reproducirse… ya sea
por mitosis o por meiosis. Cualquiera que sea el tipo de división celular
se inicia siempre con una interfase.
La interfase tiene tres momentos o fases: G1, S y G2. G significa el
estado del genoma celular, y S la Síntesis del DNA.
En la fase de G1 el material genético se halla disperso en el núcleo como
un fluido viscoso de carácter ácido; en células humanas, por ejemplo, las
46 moléculas de DNA se encuentran esparcidas por todo el núcleo
formando un complejo reticular (de ahí el nombre: red de cromatina)
En la fase S (síntesis) la enzima DNA polimerasa empieza a separar las
dos cadenas de cada molécula de DNA, se empiezan a duplicar dichas
moléculas y cada nueva cadena se comienza a rodear por una capa de
proteína que envuelve la estructura hasta llegar al otro extremo dando
origen a un cromosoma: se ha concluido esta fase y en el momento
aparece la etapa G2 que es el instante en que aparecen las estructuras
cromosómicas como hilos dobles y gruesos debido a que las moléculas
de DNA están muy enrolladas en su interior. Obsérvese el esquema
Libardo Ariel Blandón Londoño
104
siguiente: las dos hebras están unidas en un punto de su longitud, el
centrómero.
Como ya habíamos dicho, un cromosoma es una estructura proteica en
cuyo interior se halla una molécula completa de DNA. Al finalizar la
interfase, cada molécula está duplicada y empacada en su cápsula de
proteína, la estructura aparece como dos hilos engrosados unidos en un
punto de su longitud denominado centrómero. Como el cromosoma
presenta dos filamentos se denomina díada. Cuando se juntan tres se
llama tríada y si son cuatro de denomina tétrada.
En la etapa Anafase de la división celular, cuando las díadas se rompen
o se separan, migran cromátidas hacia los polos de la célula, cada polo
origina una nueva célula hija. Si el cromosoma aparece formando una
díada es un cromosoma, lo mismo que cuando aparece individualizado,
es un cromosoma y se le denomina cromatidio. Como se puede observar
en el esquema anterior los cromatidios están divididos en pequeños
tramos, cada tramo presenta unas características específicas y
comprende varios nucleótidos del DNA. Estos tramos son los genes.
Biología General
105
Morfología de un cromosoma.
Cada gen tiene sus características propias, produce sus enzimas
específicas para originar proteínas específicas.
Estructura del cromosoma
Libardo Ariel Blandón Londoño
106
Clasificación de los cromosomas: según la posición del centrómero los
cromosomas pueden ser:
Metacéntricos: Cuando tienen el centrómero en el centro. Las brazos p
y q son iguales
Acrocéntricos: el centrómero se halla entre el centro y el extremo o
telómero del cromosoma. Los brazos p y q son diferentes.
Telocéntricos: cuando tienen el centrómero en un extremo, en el
telómero. Sólo tienen un brazo, el p. (véase el esquema siguiente):
5.2 Conceptos básicos de genética
Existen dos clases de células en los seres vivos: somáticas y sexuales:
Células somáticas: son las que constituyen el cuerpo, las células que
conforman los tejidos son somáticas como las musculares, óseas y
nerviosas entre otras.
Células sexuales: son los gametos, como espermatozoides polen y
óvulos.
Célula diploide y haploide: las moléculas de DNA pueden presentarse
en juegos de dos, es decir, en parejas, entonces decimos que la célula es
Diploide y se representa por 2n y cuando se presentan individualizados,
es decir, nonos, decimos que dicha célula es Haploide y se representa
por n.
Biología General
107
Tanto el espermatozoide como el óvulo son haploides, cada uno tiene un
juego de moléculas de DNA completo; decimos, entonces, que cada
gameto es haploide. Cuando se realiza la fecundación, cada uno aporta
un juego de moléculas de DNA dando como resultado un zigoto con dos
juegos de DNA volviéndose la célula diploide a partir de dos gametos
haploides.
Como característica general encontramos que las células somáticas, en
su gran mayoría, son diploides, en el caso de las células humanas
somáticas encontramos 46 moléculas de DNA emparejadas, es decir 23
pares (23 aportadas por el espermatozoide y 23 por el ovocito. Al
finalizar la interfase aparecerán, entonces, 46 díadas. El material
genético está duplicado en cada díada para un total de 92 filamentos (46
díadas).
Las células sexuales como se originan mediante meiosis que es
reduccional termina con un número de moléculas de DNA reducido a la
mitad, aquí no hay parejas las moléculas son individualizadas. En las
células diploides cada molécula de DNA da origen a un cromosoma, por
eso podemos decir que en una célula humana hay 46 cromosomas
emparejados, es decir, 23 pares.
El número de cromosomas y su forma son los que determinan una
especie, los siguientes son algunos ejemplos:
Drosophila tiene 8 cromosomas, (4 pares)
Mosca doméstica 12, (6 pares)
Asno 64 (32 pares)
Caballo 66 (33 pares)
Cerdo 40 (20 pares)
Conejo 44 (22 pares)
Perro 78 (39 pares)
Cebolla 16 (8 pares)
En nuestro caso, de los 23 pares de cromosomas que tenemos, un
paquete de 1 a 23 viene de la madre y el otro paquete complementario
(de 1 a 23) viene del padre. Así el paquete complementario se llama
paquete homólogo; en síntesis, cada cromosoma tiene su compañero
Libardo Ariel Blandón Londoño
108
homólogo con la misma morfología y las mismas características,
sintetizan las mismas enzimas, habrá entonces:
Un cromosoma 1 y su homólogo 1` o A a
Un cromosoma 2 y su homólogo 2` o B b
Un cromosoma 3 y su homólogo 3` o C c
…y así sucesivamente hasta completar el número total según la especie
de organismo en cuestión. En humanos terminaría el último par 23 con
23`.
Autosomas y gonosomas:
Así como existen células somáticas y sexuales, también hay
cromosomas de carácter somático y de carácter sexual.
Por lo regular el último par corresponde al par de cromosomas sexuales
llamados gonosomas, estos determinan el sexo, definen si es una macho
o una hembra. Los pares anteriores al último par cumplen funciones
somáticas (producen soma) y se les llama autosomas. En células
humanas los 22 primeros pares son autosómicos y el último par de
cromosomas es gonosómico o sexual. En la mosca doméstica los cinco
primeros pares son autosómicos y el último par es gonosómico. Los
gonosomas se conocen como cromosomas X y Y
En mamíferos y muchos otros animales XX determina hembra y XY
determina macho, por lo anterior el cromosoma Y es quien define el
sexo. En aves, mariposas, algunos reptiles y algunos peces como los
gupis es al contrario: XX para machos y XY para hembras.
X X` son homólogos
X Y son cuasihomólogos
Biología General
109
Los cromosomas X y Y se dice que son cuasihomólogos, porque este
último no tiene todas las características para ser el homólogo de X. Al
cromosoma Y le falta un pequeño tramo que en X sí existe, es la parte
no homóloga que hay entre los dos cromosomas. Si a la X le quitamos la
pata inferior derecha queda convertida en una Y, este es el tramo que le
falta. Este ejemplo es una forma figurada de expresar la casi homología
entre estos dos cromosomas.
Concepto de gen o gene: Cada cromosoma está dividido en unidades
denominadas genes, cada unidad está compuesta por cadenas de
nucleótidos y se hallan dispuestos linealmente a lo largo del filamento
cromosómico en un orden dado y no son iguales, unos genes pueden
tener más y otros menos nucleótidos; el cromosoma es, en síntesis, una
cadena de genes distribuidos a lo largo del cromosoma, el espacio que
ocupa un gen se llama locus (loci en plural). Existen series de genes que
sintetizan enzimas similares, causan el mismo efecto con ciertas
variables, pueden activarse en ciertos casos y alterar el resultado visible
o fenotipo, esta secuencia de genes se denomina cistrón, muchas
mutaciones aparentes son explicadas a la luz del cistrón.
Genes alelos: Dos cromosomas homólogos deben tener la misma
secuencia de genes a lo largo de su longitud, por tal razón existen genes
que ocupan un mismo locus, es decir, un mismo lugar en el cromosoma
complementario u homólogo, estos genes se llaman genes alelos;
analicemos el siguiente esquema en el que se aprecia claramente el
concepto de alelo. Nótese que ocupa un mismo sitio o locus.
Dos cromosomas homólogos Los genes 1,1’ 2,2’, 3,3’ etc. son alelos
Libardo Ariel Blandón Londoño
110
Genotipo y fenotipo:
Como los cromosomas homólogos tienen la misma estructura y cumplen
las mismas funciones, cuando no actúa uno, actúa el otro. En un par
siempre tendremos a uno como complemento del otro aunque puede
suceder que no actúe ninguna o actúen ambos al mismo tiempo. La
organización genética que tiene cada cromosoma me define el genotip y
el efecto visible que produce se conoce como fenotipo.
Por ejemplo: La presencia de tres cromosomas 21 es el que causa el
mongolismo, la presencia de los tres cromosomas es el genotipo y el
resultado (la morfología, lo que se ve) el fenotipo.
Numerosos rasgos fenotípicos tales como el color de la pelambre de los
conejos parecen ser transmitidos de una generación a otra, sin embargo
los descendientes no heredan los fenotipos de sus padres, en vez de ello
sí heredan la capacidad de producir dichos fenotipos; esta capacidad
reside en el genotipo y es el material del genotipo el que es transmitido
de una generación a la siguiente.
El genotipo está constituido por numerosos genes los cuales tienen
propiedades físicas y químicas específicas, que en última instancia, son
los que determinan el fenotipo, aunque éste también puede ser afectado
por el medio ambiente, el genotipo no. Un ejemplo claro es el fenómeno
de la etiolación en plantas donde se altera su coloración y crecimiento
cuando las condiciones luminosas escasean.
El conocimiento de los conceptos anteriores permite visualizar mejor el
tema de la división celular dado que las células hijas serán el reflejo fiel
de la célula progenitora. Pasemos ahora de la interfase a la división
celular.
5.3 División celular por mitosis
La división celular es el proceso mediante el cual una célula sufre
divisiones para originar células hijas idénticas o para originar gametos.
Si el propósito de la célula es originar células idénticas, el fenómeno se
Biología General
111
llama Mitosis, pero si la célula pretende originar gametos (células
sexuales) se llama Meiosis.
Mitosis: la mayoría de las células se reproducen mediante mitosis, los
tejidos de los organismos pluricelulares, el crecimiento de los órganos,
la formación de los embriones y de las gónadas, la reparación de
cualquier orgánulo del ser vivo y demás re-creación o reposición de
estructuras, se da mediante la mitosis que consiste en originar dos
células hijas partiendo de una que es la progenitora, la dotación genética
de las células hijas es exactamente igual a la de la célula madre, como
podemos ver es un tipo de reproducción asexual.
La mitosis, entonces, la podemos definir como “el proceso mediante el
cual, dada una sola duplicación del material genético se sigue una sola
división de la célula”.
Analicemos el siguiente esquema:
Supongamos que la siguiente célula tiene 2n = 12 cromosomas (si es 2n
hay 6 pares). La célula entra en interfase donde se duplica el material
genético y se originan los cromosomas (en díadas). Al finalizar la
interfase el volumen del núcleo se halla aumentado, lo que induce la
división de la célula. La célula mantiene una relación de volumen entre
el núcleo y el volumen celular, al aumentar el volumen nuclear se
disminuye la relación y esto induce la formación de una enzima que se
encarga de ejecutar la división de la célula.
Libardo Ariel Blandón Londoño
112
Meiosis: Es la división mediante la cual, dada una sola duplicación del
material genético se siguen dos divisiones sucesivas. La meiosis se da
para producir gametos (células sexuales) la célula progenitora se
encuentra en los tejidos reproductores del organismo. Estas células
madre se llaman gonias. El siguiente esquema explica dicha división.
División por mitosis: ´las células somáticas normalmente sufren mitosis
para producir más células somáticas, La mitosis se realiza para la
reparación de tejidos o para la reproducción de organismos unicelulares.
Tiene cuatro etapas
1 Profase. Cuando la célula ha terminado la interfase se activa la
enzima que induce la división de la célula. Los cromosomas, en díadas,
se acortan, se engruesan y se hacen visibles, la membrana nuclear
empieza a desaparecer.
Características de la profase:
- Membrana nuclear empieza a desaparecer
- Las díadas continúan acortándose y engrosándose en el centro
de la célula.
Biología General
113
- Los centríolos se separan pero continúan unidos por el huso
cromático que empieza a formarse, se forman tantos husos
cromáticos como díadas hay en el citoplasma. Dichos centríolos
empiezan a migar hacia los polos de la célula, uno a cada lado, a
cada polo.
- Los cromosomas están en el centro de la célula dispuestos
aleatoriamente.
-
Profase: esquema y micrografía.
Metafase: El citoplasma de la célula sigue su proceso de división que es
continuo,
Características de la metafase:
- Centríolos en los polos de la célula.
- Huso cromático bien definido
- Las díadas se ubican en el plano ecuatorial de la célula de una
manera aleatoria. Se adhieren al huso cromático a través del
centrómero.
Metafase: esquema y micrografía
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114
Anafase: Cuando terminan de ubicarse las díadas y los centríolos
comienza la nueva etapa en la cual hay migración de cromatidios hacia
los polos de la célula.
Características de la Anafase:
- Centríolos en los polos.
- Las díadas se rompen por el centrómero, los cromatidios se
separan y empiezan a migrar hacia los polos halados por el huso
cromático. Los filamentos son halados desde el centrómero y
adquieren una forma de doblez. Cundo éstos llegan a los
extremos de la célula finaliza la anafase y comienza la Telofase.
Anafase: esquema y micrografía
4 .Telofase: es la última etapa de la división celular. La célula se divide
en dos.
Características de la telofase:
- Centríolos en los polos
- El huso cromático continúa arrastrando los cromatidios los
cuales van siendo englobados por la membrana nuclear que
empieza a formarse.
- En la parte externa de las células animales se comienza a
observar una hendidura, coyuntura o cuello y la célula sufre un
estrangulamiento por su zona ecuatorial hasta partirse en dos. Si
es una célula vegetal no hay estrangulamiento, aparece una pared
central a modo de tabique que separa las dos mitades en sentido
ecuatorial quedando dos células hijas separadas una de la otra.
Biología General
115
Al final se forma una nueva membrana nuclear que engloba los
cromosomas.
Consecuencias de la mitosis:
A Se obtienen dos células hijas con el mismo número de cromosomas
que la célula progenitora, dichos cromosomas se desvanecen (la cubierta
de proteína desaparece) en el núcleo y queda el material genético
nuevamente desnudo,como lo que es, un líquido viscoso de carácter
ácido.
B Las células hijas quedan en interfase.
C Las dos células hijas son diploides (2n) igual que la célula madre.
D Como puede verse la célula progenitora desaparece, no muere ni
continúa vigente.
E Las células hijas son somáticas por tanto adquieren la capacidad de
reproducirse nuevamente.
F Si son células vegetales, son de carácter meristemático debido a que
son las únicas que se multiplican antes de diferenciarse. En las células
animales es diferente: el zigoto se divide mitóticamente en
blastómeros,a partir de los cuales se originan los tejidos básicos y según
el tejido, dichas células originan células del mismo tejido, así las células
de músculo producen más células de músculo, las de piel producen más
células de piel y así sucesivamente.
Telofase Vista esquemática Vista real
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116
CUADRO RESUMEN DE LA MITOSIS
5.4 . División celular por meiosis
Es la división mediante la cual una gonia se divide para dar origen a los
gametos. Estos son los óvulos, los espermatozoides y el polen.
Si una gonia va a originar más gonias, es natural que realice mitosis, las
células hijas resultantes tendrán la misma dotación genética, conservan
las mismas características y las mismas propiedades biológicas que la
célula progenitora, es decir, produce más gonias.
Pero si la célula va a producir gametos (células sexuales), utiliza como
mecanismo de división la meiosis; la célula entra en interfase, duplica su
material genético y cuando termina G2, en vez de entrar en división
celular, permanece en un estado preprofásico (antes de la profase)
denominado intercinesis. Ésta consiste en que los cromosomas
homólogos, que están en díadas, se aparean formando estructuras
cromosómicas de cuatro filamentos llamadas tétradas.
Biología General
117
En las tétradas, se aparean los cromatidios de las díadas homólogas y
hay intercambio de genes, el fenómeno se llama recombinación genética
y los puntos de unión se llaman quiasmas
Finalizada la intercinesis, la célula entra en su primera división meiótica,
en muchos casos se realizan simultáneamente la intercinesis y la profase
I; las características de cada etapa son las mismas de la Mitosis.
Si miramos nuevamente el esquema de la meiosis podemos observar que
la primera división, es para separar las tétradas en díadas y la segunda
división para separar las díadas en cromatidios. Esta es la razón por la
que el material genético queda reducido a la mitad.
Consecuencias de la meiosis
A Se obtienen cuatro células sexuales en la espermatogénesis y en la
ovogénesis con la consiguiente desaparición de los cuerpos polares sólo
una. Esta circunstancia la veremos más adelante.
Libardo Ariel Blandón Londoño
118
B El resultado que se obtiene: gametos
C Los gametos pierden la capacidad de reproducirse. Un gameto no
puede producir otro gameto.
D Las células resultantes son haploides, tienen la mitad del material
genético de la célula progenitora: la gonia (de 2n pasa a n)
E El proceso es irreversible y se llama gametogénesis (formación de
gametos).
F Los cromosomas homólogos de un gameto están en el gameto
contrario. O mejor, complementario, los cuales se encuentran en la
fertilización para convertir el sistema en diploide nuevamente.
Ejercicio 7
1. Establezca un paralelo entre Mitosis y Meiosis.
2. Cuál es la función de la interfase
3. Qué ocurre en la etapa S de la interfase.
4. Cómo es la estructura de un cromosoma típico y cómo se clasifican
según la posición del centrómero.
5. Cuál es la función de los cromosomas
.
6. Cuál es la diferencia entre células somáticas y sexuales o gametos.
7. Cuál es la diferencia entre autosomas y gonosomas.
8. Cuál es la diferencia entre células haploides y diploides.
Biología General
119
9. En qué consisten los cromosomas homólogos. Qué es un gen y cuál
es su función.
10. Qué son genes alelos.
11. Por qué es importante el tipo y el número de cromosomas en una
célula.
12. Cuál es la diferencia entre genotipo y fenotipo
13. Explique las etapas de la mitosis.
14. Explique las etapas de la meiosis.
15. En qué consiste la intercinesis en la meiosis.
16. Que son quiasmas. Y por qué son importantes.
17. Cuáles son las consecuencias de la Mitosis
18. Cuáles son las consecuencias de la Meiosis.
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Biología General
121
3
FUNDAMENTOS DE
EMBRIOLOGÍA
Libardo Ariel Blandón Londoño
122
Biología General
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3. FUNDAMENTOS DE
EMBRIOLOGÍA
Estudia el desarrollo de los embriones. Para dar comienzo a este tema es
necesario analizar primero la reproducción sexual.
En la escala evolutiva, los seres vivos, por la necesidad de adaptarse al
medio, y dada su gradual complejidad, han tenido que “inventar”
mecanismos de adaptación y para ello es necesario mejorar su
variabilidad genética, por lo tanto tuvieron que desarrollar un tipo de
reproducción que le garantice la supervivencia en un medio que cada
vez es más hostil, esto es la reproducción sexual.
Por definición, la reproducción sexual es aquella en la que intervienen
dos gametos (células sexuales), uno masculino (polen o espermatozoide)
y uno femenino, el óvulo. Contrario a la reproducción sexual tenemos la
reproducción asexual en la que interviene un solo progenitor. Se da en
organismos poco evolucionados o en el crecimiento de los
multicelulares, en la formación de tejidos u órganos de un individuo.
La formación de los gametos se llama: gametogénesis la cual se da por
meiosis (meiosis). Las células madre llamadas gonias, que están
presentes en las gónadas (testículos y ovarios), sufren meiosis y
originan los gametos. Las gonias se originan por mitosis, son somáticas.
Cuando se van a originar gametos, la gonia empieza a duplicar su
material genético y pasa a G2 luego se divide dos veces sucesivas.
Si la gonia está en el testículo se denomina espermatogonia y origina los
espermatozoides, cuando pasa a G2, se llama espermatocito primario.
Éste entra en una intercinesis y luego continúa con sus dos divisiones
sucesivas.
Si la gonia se halla en el ovario se llama ovogonia y origina los óvulos,
cuando pasa a G2, se llama ovocito primario. Éste entra en una
intercinesis y luego continúa con sus dos divisiones sucesivas.
Libardo Ariel Blandón Londoño
124
Algunos autores utilizan el término oogonia en vez de ovogonia, oocito
en vez de ovocito, en la literatura se pueden encontrar de las dos
maneras.
3.1 Gametogénesis
Biología General
125
3.2. Fecundación y desarrollo
Es de esperarse que un espermatozoide penetre la membrana del óvulo
producido en el esquema anterior, fenómeno que se denomina
fecundación, pero lo que ocurre verdaderamente en la gran mayoría de
los animales es la fecundación de un ovocito secundario, tal vez por el
efecto “atajo” que consiste en utilizar caminos abreviados para lograr el
mismo resultado y asegurarse un puesto en el camino de la evolución.
Solamente en el erizo de mar, la hembra logra el desarrollo del óvulo
hasta su estado final “óvulo”. Los demás animales, incluyendo el ser
humano, no logran el desarrollo completo.
En humanos, cuando se forman los genitales femeninos en el vientre de
la madre, a las dieciséis semanas ya están las ovogonias en proceso de
formación y duplican su material genético en una interfase normal, es
decir pasan de una interfase inicial (G1) a una interfase final (G2) (con
la consiguiente duplicación de los cromosomas), que es el ovocito
primario. Ahí se detiene el proceso, la niña termina su desarrollo
intrauterino y nace con los ovocitos primarios en estado detenido.
Cuando la niña menstrúa por primera vez (menarquia), uno de los
muchos ovocitos que tiene en estado detenido se activa –esto es al azar-
y continúa su desarrollo, entra a la intercinesis y luego pasa a la primera
división meiótica la cual culmina en dos células hijas, una de ellas recibe
de la otra todo su contenido nutritivo y crece considerablemente, la otra
muere y se denomina cuerpo polar I: estamos en presencia de un ovocito
II (ovocito secundario), el cual inicia su segunda división meiótica y
más o menos en la metafase II de dicha división la célula vuelve a
detener su desarrollo. Se inhibe, se inactiva, en este momento, el
folículo y las paredes del ovario se rompen y liberan la célula inactiva,
la cual se dirige al oviducto donde se producen sustancias accesorias que
facilitan el tránsito hacia el útero. La otra célula no se desarrolla, es el
cuerpo polar I el cual se reabsorbe. Un folículo ovárico maduro en
realidad contiene un ovocito secundario inactivo, y cuando éste se libera
se produce el cuerpo amarillo (cuerpo lúteo) que actúa como una
glándula endocrina, produce progesterona que impide la activación de
nuevos ovocitos y prepara el útero para albergar el posible zigoto y
fijarlo para su ulterior desarrollo.
Libardo Ariel Blandón Londoño
126
Si en el tránsito hacia el útero se encuentra con los espermatozoides, uno
de ellos fecundará el ovocito; el efecto mecánico de pinchar la
membrana (fecundación), activa la célula, esta continúa avanzando con
su anafase II de la segunda división meiótica, el material genético del
espermatozoide busca su paquete homólogo de cromosomas del ovocito,
constituyendo, así, un solo paquete diploide, esto se llama fertilización.
La célula se convierte, entonces, en un zigoto y se desarrolla como
embrión. Como podemos ver no se produjo ningún ovulo.
Si en el camino hacia el útero no se encuentra ningún espermatozoide, el
ovocito II continúa descendiendo inactivo y es eliminado con los
productos menstruales. Aquí tampoco se produjo ningún óvulo. Esto lo
demuestran los experimentos que se han hecho con ovocitos de rana
cuando han sido pinchados con agujas de disección, el ovocito se activa
y continúa su segunda división meiótica, entra al proceso de
segmentación y se han obtenido larvas haploides las que finalmente
mueren. En este caso tampoco se han obtenido óvulos. Mientras exista,
al menos un organismo, que produzca óvulos en su estado final como el
erizo de mar, se mantendrá el esquema de la ovogénesis y se estará
hablando de óvulos.
El tiempo de vida de un gameto se mide en horas, y en condiciones
óptimas de temperatura y pH pueden durar hasta 48 horas. Cuando
Biología General
127
ocurre la Anfímixis o fertilización del ovocito la célula se denomina
Zigoto y empieza el proceso mitótico de la segmentación, El huevo
fecundado presenta dos polos: el polo animal en la parte superior y el
polo vegetal en la inferior.
Si varios ovocitos se desprenden al mismo tiempo del ovario y son
fecundados simultáneamente, se producen igual número de zigotos, de
embriones y de individuos y el parentesco es de hermanos, reciben el
nombre de mellizos y pueden ser del mismo sexo o de sexos diferentes.
Cuando un ovocito se desarrolla sin ser fecundado recibe el nombre
partenogénesis hay algunos animales que se desarrollan por
partenogénesis como es el caso de los zánganos en las abejas, los huevos
no fecundados se desarrollan como machos, los zánganos.
Segmentación o blastulación
El zigoto empieza una serie de divisiones mitóticas sucesivas sin que el
contorno general aumente de tamaño, cada célula formada se llama
blastómero y tienen exactamente la misma dotación genética. Si las dos
primeras células formadas se separan, cada una inicia una nueva
segmentación y se producen un par de gemelos; se desarrollan en un
mismo saco embrionario, de ahí que los gemelos son genéticamente
idénticos.
Libardo Ariel Blandón Londoño
128
Cada uno de los blastómeros se desarrolla como un individuo dentro de un mismo
saco vitelino.
Primera división del zigoto: se producen dos blastómeros, cada uno se divide en
dos, luego en cuatro y así sucesivamente hasta formar una estructura hueca en
forma de mora llamada blástula.
10
Secuencia de divisiones continuas hasta formar la blástula. La blástula tiene el
mismo tamaño de la célula original. La estructura 10 es la blástula que es una
bola hueca
Morfogénesis
Es el origen de la forma; Obtenida la blástula –una pequeña bola hueca-
los blastómeros continúan dividiéndose mitóticamente y comienzan a
desplazarse hacia la parte caudal de la blástula, penetran |por el
blastoporo y se dirigen hacia dentro formando una cavidad cada vez
mayor. Esta cavidad se llama arquénteron y es el futuro tracto digestivo
del organismo. Esto permite que se formen tres capas o masas de tejidos
diferentes. En el polo animal se forma la placa neural que da origen al
sistema nervioso central.
Biología General
129
Cuando el nuevo organismo ha alcanzado esta etapa recibe el nombre de
embrión, aunque las células, durante esta etapa del desarrollo, se
organizan en grupos definidos, aún son de estructura similar
(blastómeros), son células embrionarias, se pueden transformar en
cualquier tipo de tejido, por tal razón se les llama totipotenciales.
Ya dijimos que, de los polos animal y vegetal, migran tejidos hacia la
parte posterior-inferior donde se forma una hendidura con un poro
denominado blastoporo a través del cual penetran tejidos de células
formando el arquénteron; del blastoporo se forma el ano. La cavidad
avanza casi hasta tocar el extremo anterior superior, allí se origina la
boca del nuevo individuo. En el polo animal (parte superior) se origina
la placa neural. Ésta forma una cresta (cresta neural) que origina un
tubo (tubo neural) en sentido cefalocaudal que da origen al encéfalo y la
médula espinal. Y la parte basal donde descansa el tubo neural, y que es
menos superficial, da origen a la notocorda. En los vertebrados esta
notocorda, al osificarse, origina la columna vertebral.
Transformaciones que sufre la blástula para convertirse en embrión, la última
estructura es una gástrula, por eso se denomina gastrulación.
http://template.bio.warwick.ac.uk/staff/rold/images/gastrulastion.jpg
Libardo Ariel Blandón Londoño
130
Al finalizar estos movimientos de tejidos tenemos una estructura: la
gástrula con tres tejidos básicos: mesodermo: es la masa superior ente la
cresta neural y la parte superior del arquénteron, da origen a estructuras
llamadas somitas a partir de las cuales se originan los músculos y las
vértebras. Hacia la superficie ventral del embrión, las células
mesodérmicas forman el revestimiento del celoma que constituye la
cavidad principal del cuerpo, las células del polo animal que no migran
hacia el interior del embrión se denominan células del ectodermo, a
partir de éstas se originan todas las estructuras que constituyen el
sistema nervioso y la piel del animal.
El endodermo es la capa más interna y origina los epitelios del tracto
digestivo, de la tráquea, de bronquios y pulmones, revestimiento de la
uretra, hígado y páncreas.
3.3.. Organogénesis
Mientras las células sean embrionarias o indiferenciadas pueden ser
transplantadas de un tejido a otro y pronto se acomodarán para cumplir
su nueva función, no obstante, a medida que el desarrollo embrionario
va avanzando, sus células alcanzan un estado de irreversibilidad tal que
forman un tipo específico de célula y adquieren unas funciones muy
definidas, han adquirido un grado de especialización celular.
Mientras esto ocurre se empiezan a sintetizar un número de proteínas
propias de cada grupo específico de células, así las células del músculo
cardíaco, en proceso de diferenciación, empiezan a sintetizar un tipo
especial de proteína: una proteína contráctil denominada miosina
cardiaca; los glóbulos rojos en proceso de diferenciación inician la
síntesis de la hemoglobina; las células del tejido conjuntivo, empiezan a
sintetizar colágeno y demás proteínas extracelulares y así sucesivamente
hasta terminar de originar las deferentes órganos.
Cuando se han terminado de formar los diferentes órganos, viene la
etapa de desarrollo que consiste en perfeccionar u optimizar los órganos
que se han formado y en preparar al nuevo ser para el nacimiento; en
este momento es tan grande el grado de especialización o diferenciación
Biología General
131
que si se trasladan células a otro tejido se mueren. El desarrollo continúa
hasta el momento del nacimiento, momento en el cual el individuo debe
estar preparado para enfrentarse a un medio adverso y nuevo para él, el
mundo externo.
Formación de los órganos sexuales
Para entender esta parte de la embriología es necesario saber que existen
caracteres sexuales primarios y secundarios, los primarios son definidos
por los gonosomas y los secundarios por las hormonas gonadotrópicas.
Los primeros definen y los segundos adecuan, por eso es necesario que
nos familiaricemos con las hormonas que actúan allí debido a que ellas
son los elementos que pulen o afianzan la parte somática del individuo.
En el estado prenatal, cuando la madre no ha cumplido, aún, la semana
16, el hijo que espera todavía no se ha diferenciado sexualmente desde
el punto de vista somático. Ya el embrión, desde la fecundación, tiene
definido su sexo genéticamente: es XX (hembra) o es XY (macho).
Estos son los caracteres sexuales primarios (definidos por los
gonosomas).
Los caracteres sexuales secundarios son definidos por hormonas
gonadotrópicas. LH (hormona luteinizante) que promueve la producción
de progesterona, o sea la hormona del cuerpo lúteo y HFS (hormona
estimulante del folículo) que promueve la formación del folículo en el
ovario, estimula la secreción de estrógenos y la maduración del futuro
óvulo conjuntamente con otra hormona: la HL proveniente de la
pituitaria. HFS también se produce en varones y actúa en la formación
de túbulos seminíferos y en la producción de espermatozoides.
Los andrógenos son hormonas masculinas producidas por los testículos,
la más común es la testosterona que produce los caracteres sexuales
secundarios. Como voz grave, modales bruscos, barba, hombros anchos
y caderas estrechas entre los más destacados. En las hembras, la
progesterona cumple dichas funciones: voz aguda, modales delicados,
formación de senos, caderas anchas y hombros estrechos entre otros.
Libardo Ariel Blandón Londoño
132
El estado morfológico del embrión dentro de la madre gestante, antes de
la semana 16 no se ha definido, Si la madre espera un varón, el hecho de
ser XY es suficiente para que estimule en sus células de Leydig la
producción de pequeñas cantidades de testosterona: hormona que
induce la formación de órganos genitales externos masculinos; como
testículos, desarrollo de una estructura el “clítoris” que origina el pene, y
la presencia de un escroto que en el nacimiento albergará los testículos.
Cuando se forman los testículos, ya está en capacidad de producir su
propia testosterona para el ulterior desarrollo. Esta testosterona será la
responsable de garantizar al nuevo individuo el desarrollo como varón
con sus caracteres sexuales secundarios adecuados
Biología General
133
Si la madre espera una dama, el hecho de ser XX ya es suficiente para
que estimule en su glándula pituitaria la producción de hormonas
femeninas para desarrollar órganos genitales internos femeninos:
ovarios, hendidura vaginal externa y todo lo que tiene que ver con la
arquitectura de sus genitales femeninos. La presencia de progesterona
inhibe el crecimiento del clítoris, el cual aparece como un pequeño pene
que nunca se desarrolló.
Mientras se están formando dichos genitales, las gonias (células madre
del ovario), comienzan a prepararse para su primera división meiótica,
duplican su material genético (pasan de G1 a G2 de la interfase) dando
origen a muchos ovocitos primarios, estos ovocitos primarios se
inactivan y permanecen así durante el resto del embarazo de la madre, y
el nacimiento; pero en la pubertad, con la menarquia (primera
menstruación) empiezan a activarse nuevamente uno por uno cada 28
días (en promedio).
Este proceso ocurre en les ovarios y son controlados por las hormonas
femeninas. Estas hormonas se encargan de garantizar que el soma
femenino adecue sus caracteres sexuales secundarios de acuerdo con el
patrón esperado: un soma femenino. Aquí también se cumple el caso de
que los gonosomas definen y las hormonas pulen o adecuan.
Las anomalías que se dan por aumento de hormonas contrarias al sexo
normal, inducen el desarrollo de los órganos contrarios, dando origen a
las malformaciones de los genitales conocidas como hermafroditismo;
éste es de tres clases:
1. Hermafroditismo perfecto: cuando el organismo presenta los dos
órganos genitales (masculino y femenino) y ambos son funcionales, y
además el organismo se puede autofecundar: es el caso de la tenia o
solitaria en cuyos proglótides presenta los dos genitales (masculino y
femenino), siendo ambos funcionales, pueden autofecundarse.
2. Hermafroditismo imperfecto: cuando el organismo tiene los dos
órganos genitales funcionales pero no es capaz de autofecundarse, se
aparea con otro
Libardo Ariel Blandón Londoño
134
y le penetra su órgano masculino a la vez que es penetrado por el otro en
su órgano femenino, hay un intercambio de espermatozoides; este es el
caso de los caracoles y la lombriz de tierra.
3. Pseudohermafroditismo: es el caso de aquellos organismos que tienen
dimorfismo sexual El macho es morfológicamente diferente de la
hembra pero han sufrido un desbalance hormonal en el momento de la
formación de sus genitales en el embrión. Si se produce, en exceso una
hormona contraria, altera el desarrollo normal de sus genitales y
adquiere la tendencia de formar los órganos contrarios. Ejemplo una
hembra con genitales masculinos desarrollados, clítoris grande o un
macho con testículos hendidos, pene muy poco desarrollado. Cuando se
da el caso de tener genitales normales pero exceso de hormonas
contrarias en un individuo ya formado se produce el efecto de machos
afeminados o de hembras con modales masculinos, de ahí la
importancia que juegan las hormonas en el moldeamiento masculino o
femenino del individuo.
Ejercicio 8
1. Establezca un paralelo entre la espermatogénesis y la ovogénesis
2. Establezca diferencias entre espermatocito primario y secundario y
entre ovocito primario y secundario.
3. Explique con sus propias palabras: por qué decimos que no es el
óvulo el que es fecundado sino un ovocito secundario.
4. Cómo se clasifican las gonias y dónde se producen.
5. Explique la diferencia entre fecundación y fertilización o anfímixis.
6. Explique: en qué consiste la segmentación y cómo se denominan las
células que se forman.
7. Qué diferencia existe entre mellizos y gemelos.
Biología General
135
8. Qué son células embrionarias y cuál es su principal característica.
9. Explique con sus propias palabras: el proceso de la gastrulación o
morfogénesis.
10. Qué tejidos u órganos se producen a partir de los tejidos: ectodermo,
mesodermo y endodermo.
11. En qué consiste el fenómeno de la diferenciación en un embrión.
12. En qué consiste el proceso del desarrollo embrionario.
13. Explique cómo se originan los genitales en hombres y mujeres.
14. En qué consiste el hermafroditismo en un animal. Clases.
15. En qué consiste la partenogénesis y dé un ejemplo.
16. Cuál es la función de los gonosomas.
17. Cuáles son los caracteres sexuales secundarios y cuáles son las
hormonas que influyen en cada sexo.
18. A qué etapa de la embriogénesis corresponde el siguiente esquema,
colóquele los nombres.
Libardo Ariel Blandón Londoño
136
Biología General
137
4
LOS REINOS DE LOS
SERES VIVOS
http://www.bing.com/images/search?q=flujo+de+la+energia+en+ecosistem
as&go=&form=QBIR#
Libardo Ariel Blandón Londoño
138
Biología General
139
4. LOS REINOS DE LOS
SERES VIVOS
Ya habíamos tratado el tema sobre los Reinos de la Naturaleza en
apartes anteriores. Ahora vamos a estudiar las generalidades de cada
uno. Recuerde que cada tema es un curso completo, pero vamos a ver al
menos lo más esencial da cada uno. Los Reinos, en su orden evolutivo,
están “organizados” con base en características fenotípicas claramente
observables. En la actualidad existen cinco Reinos: Mónera, Protista,
Fungi o Micota, Vegetal y Animal.
Los virus:
No son seres vivos porque no se nutren, no comen, no se reproducen
como cualquier ser vivo, si no que se replican. Un virus no es más que
una molécula de DNA o RNA rodeado por una cubierta de proteína
llamada cápside que puede ser helicoidal, cúbica, o compleja. Parasitan
células animales y vegetales, son parásitos obligados de las células
porque sólo puedes replicarse dentro de ellas, los virus en estado libre
son inofensivos, no actúan, no metabolizan. Algunos ejemplos son: el
virus del SIDA, del mosaico del tabaco, sarampión, rabia, polio, fiebre
amarilla, viruela, varicela y gripe entre otros.
4..1 Reino Mónera
Se caracteriza por que los organismos de este grupo tienen una sola
célula y no tienen un núcleo definido, es decir son unicelulares
procariotas. A este Reino pertenecen las algas azul verdosas,
denominadas también cianobacterias y las bacterias propiamente
dichas.
A Cianobacterias: Son algas verdeazuladas que carecen de membrana
nuclear. Las algas en general son un grupo “artificial” debido a que
reúne características de todos los Reinos y no existe una sola
característica que permita separarla de los demás grupos. Por ejemplo
Libardo Ariel Blandón Londoño
140
las hay procariotas y eucariotas móviles, sésiles, autótrofas,
heterótrofas, facultativas y con reproducción sexual y asexual.
Cyanobacteria “(del griego ciano = azul) Las cianobacterias se
caracterizan por ser los únicos procariotas que realizan fotsíntesis
oxigénica, por ello también se les denomina oxyphotobacteria.
Las cianobacterias fueron designadas durante mucho tiempo como
cianófitas (Cyanophyta) que significaca: plantas azules) o cianofíceas
(Cyanophyceae, que traduce algas azules), denominándose más
adecuadamente como algas verdeazuladas. Cuando se estableció la
distinción entre célula procariota y eucariota se constató que éstas son
las únicas algas procariotas, y el término cianobacteria empezó a ganar
preferencia. Los análisis genéticos recientes sitúan a las cianobacterias
entre las bacterias gramnegativas”.
B Las bacterias con los hongos son los descomponedores del material
orgánico en los ecosistemas, por tal razón son organismos heterótrofos.
El éxito de las bacterias, en términos de su desarrollo biológico, se
centra en su amplia y diversificada posibilidad de metabolizar
compuestos, además de su velocidad para multiplicarse en un medio
nutritivo apropiado, en cultivos de laboratorio.
La pared celular es responsable, por su composición química, de su
clasificación como Gram-positivas y Gram-negativas. La pared celular
tiene diferentes clases de moléculas que no se hallan en ningún otro tipo
de ser vivo; estas moléculas están conformadas especialmente de unos
polímeros llamados peptidoglicanos. Estas paredes presentan dos
formas básicas que se distinguen fácilmente con colorantes como el
Cristal Violeta.
Las bacterias que, al microscopio, se observan teñidas de color violeta
porque retienen dicho colorante, se denominan Gram-positivas (Gram +)
y las que liberan fácilmente el colorante aún con mordiente se llaman
Gram-negativas (Gram -). Es así como la coloración de Gram se utiliza
para clasificarlas debido a que refleja una diferencia fundamental en la
arquitectura de la pared celular. Las Gram + son sensibles al antibiótico
penicilina y albergan pequeñas moléculas de lípidos, y las Gram – a la
Biología General
141
estreptomicina y presentan moléculas de lípido de mayor tamaño. Por
eso cuando se lavan con alcohol cetona, se disuelven los lípidos y queda
la pared sumamente porosa dejando escapar el colorante fácilmente.
Las bacterias son organismos primitivos unicelulares sin núcleo
definido, pueden ser de vida libre, o pueden agruparse en colonias con el
objeto de promover actividades metabólicas comunes a todas.
El crecimiento de las poblaciones bacterianas está limitado por dos
factores: el primero hace referencia al agotamiento del alimento
disponible en su medio y el segundo a la acumulación de sustancias de
desecho producidas por el metabolismo de las mismas.
Ya dijimos que son heterótrofas, se alimentan de material orgánico ya
elaborado. Tienen digestión extracelular, es decir, fuera de la célula. La
bacteria vierte sus enzimas sobre el sustrato, lo desdobla y cuando éste
está digerido lo absorbe por transporte activo.
Algunas producen esporas externas llamadas exosporas y otras las
producen internamente y se llaman endosporas.
Las bacterias, según utilicen o no el oxígeno, pueden ser:
Aerobias: cuando utilizan el oxígeno para respirar
Anaerobias: No utilizan el oxígeno para respirar, utilizan por ejemplo el
Azufre, del mismo grupo del oxígeno. Son muy importantes en la
depuración de materiales contaminantes en cuerpos de agua altamente
contaminados. Permiten la recuperación de ecosistemas perdidos por la
contaminación.
Facultativas: son aquellas bacterias que aprovechan cualquiera de los
dos sistemas anteriores, si hay oxígeno lo utilizan, si no lo hay utilizan
otro elemento como el azufre, son comodines de la respiración.
Clasificación: La morfología es un aspecto importante en la
clasificación de las bacterias:
Libardo Ariel Blandón Londoño
142
Cocos: Las bacterias de forma esférica se denominan cocos. Cuando se
presentan en pares se llaman diplococos y si forman cadenas se
denominan estreptococos, y cuando forman racimos como de uvas se
llaman estafilococos. Como ejemplo tenemos el Stafilococcus aureus y
el Streptcoccus pneumoniae.
Cocos
Bacilos: son aquellas que tienen forma alargada o filiforme. Si se
presentan en pares se llaman diplobacilos, cuando se dan en cadena
estreptobacilos, no se han visto en racimos como los cocos. Como
ejemplo podemos mencionar algunos::el Clostridium sporogenes y
Pseudomonas sp.
Bacilos
Espirilas: son bacterias con forma espiralada, se les llama espiroquetas,
como ejemplo podemos citar Treponema palidum y Spirillum voluntans.
Los vibriones tienen forma encorvada como la roductora del cólera.
vibron y espirila
Biología General
143
4. 2 . Reino Protista
Este grupo abarca todos los organismos unicelulares con núcleo, es decir
unicelulares eucariotas, tanto de carácter animal como vegetal.
Comprende dos Phyla: Phylum Protophyta y Phylum Protozoa.
Phylum Protophyta:
Son los organismos vegetales unicelulares con un núcleo definido.
Comprende:
A. Algas verdes: (Chlorophyta) clorofíceas, son principalmente de agua
dulce y tienen por lo general un solo cloroplasto, algunas se desplazan
mediante flagelos. Como ejemplo tenemos: Chlamidomonas distribuidas
en el suelo y aguas dulces.
B. Algas Doradas: Chrisophyta) se llaman así por la presencia de un
pigmento amarillo pardo que tienen dentro de sus células. En su interior
se encuentra normalmente la clorofila con su color verde. La mayoría
son unicelulares y muchas son flageladas. A excepción de las diatomeas
que son las más representativas de este grupo, éstas presentan una pared
celular en forma de concha constituida por dos valvas.
C. Algas Pardas: (Phaeophyta) todas son multicelulares, poseen un
pigmento pardo que enmascara el color verde de la clorofila. Presentan
forma similar a las plantas superiores y se encuentran casi
exclusivamente en aguas marinas, miden hasta 30 metros de longitud, se
utilizan como alimento, como fuente de yodo, y como fertilizante.
D. Algas Rojas: (Rhodophyta) presentan clorofila, pero su color verde
está enmascarado por el pigmento rojo. Algunas son unicelulares aunque
la gran mayoría no lo son. Generalmente se hallan adheridas a las rocas
y muelles por debajo del nivel de las aguas de la marea. Algunas algas
de este tipo se usan como alimento especialmente en el oriente. El agar-
agar, utilizado como fuente de alimento en el cultivo de bacterias y
otros microorganismos en el laboratorio, es extraído de este tipo de algas
rojas.
Libardo Ariel Blandón Londoño
144
Phylum Protozoa:
Comprende los organismos unicelulares con núcleo definido y que son
de carácter animal. Se caracterizan por presentar motilidad (movimiento
de desplazamiento), es decir, tienen locomoción. La digestión de los
alimentos es intracelular, se realiza dentro de la célula, mediante una
vacuola digestiva, existe una gran variedad de protozoos en cuanto a su
forma y tamaño, los hay parásitos y de vida libre. Se les clasifica según
sus estructuras de locomoción.
El término Protista significa “el primero de todos” aunque son más
primitivos los pertenecientes al Reino Mónera, recordemos que este
último Reino apareció recientemente para reclasificar los seres vivos.
Este grupo comprende cuatro Clases:
Clase Esporozoa (Sporozoa), Clase Sarcodina (Rhizopoda), Clase
Flagelata (Mastigophora) y Clase Ciliata atendiendo a su orden
evolutivo.
A. Clase Esporozoa: Son parásitos y presentan ciclos de vida
complejos, los más representativos pertenecen al género plasmodium y
son los responsables del paludismo o malaria. Para poder completar su
ciclo de vida penetran en el cuerpo de los mosquitos del género
Anopheles, luego por efecto de la picadura de éstos, penetra en el
torrente sanguíneo del hombre, transmitiendo la enfermedad. Como
ejemplo podemos citar el Plasmodium vivax.y P. falciparum
Plasmodium
Biología General
145
Cómo el plasmodium utiliza a su vector “el mosquito”para
reproducirse. Acción de la serotonina en Anopheles
Es importante tener en cuenta que las hormonas también juegan un
papel importante en el metabolismo de otros seres vivos.
Sabemos que el dormir y el despertar son controlados por hormonas, el
dormir lo induce la presencia de serotonina en el torrente sanguíneo, y
el despertar la presencia de noradrenalina la cual inhibe la acción de la
serotonina, y el durmiente se despierta. Los científicos han descubierto
que la serotonina es aprovechada por el mosquito hembra del género
Anopheles. Para estimular la producción de huevos, esta es la razón por
la que succionan la sangre de los mamíferos especialmente de los
humanos, no porque sean sanguinívoros si no porque van tras la
serotonina, el mosquito aprendió a digerir la sangre para no
desaprovecharla el mosquito macho, como no pone huevos no requiere
la hormona, por tanto no necesita sangre y como consecuencia seguirá
siendo fitófago.
Nos hemos preguntado alguna vez ¿por qué cuando hay personas
reunidas, sólo algunos son vulnerables a la picadura de mosquitos? Pues
la respuesta es obvia. Las que tengan sueño son las más propensas.
B. Clase Sarcodina (Rhizopoda) se desplazan mediante seudópodos
(falsos pies) son prolongaciones de citoplasma que emite el organismo
para desplazase, las amibas son un ejemplo clásico de este grupo, de ahí
el nombre de ameboideo que suele darse a este tipo de movimiento.
Morfología de una ameba.
Libardo Ariel Blandón Londoño
146
Los hay de vida libre y se denominan amoebas o amebas, viven en
lugares húmedos y su tamaño no excede al de un punto de esta página.
Ejemplo: Amoeba proteus. Las hay también de vida parasitaria y se les
llama entamoebas, o simplemente entamebas, como la Entameba
gingivalis que produce la gingivitis (enrojecimiento e inflamación de las
encías). Las amebas se alimentan mediante un proceso llamado
fagocitosis cuando las partículas son sólidas, pero si son líquidas como
gotas de aceite por ejemplo, se llama pinocitosis.
La ameba emite los pseudópodos (prolongaciones de su cuerpo) y
engloba la partícula alimenticia formando una vacuola digestiva, a ella
ingresan las enzimas digestivas, ocurre la digestión, lo que le sirve a la
célula pasa al citoplasma, lo que no le sirve es eliminado a través de la
vacuola que se acerca a la membrana y vierte su contenido al exterior de
la célula.
Fagocitosis, cuando las partículas son líquidas, se llama pinocitosis
Biología General
147
En este grupo también se incluyen los foraminíferos, protegidos por un
exoesqueleto de carbonato de calcio y los radiolarios que abundan
especialmente en el océano Índico y Pacífico, tienen un esqueleto
interno compuesto de sílice.
3. Clase Flagelata (Mastigophora) Es una clase muy evolucionada; su
nombre se debe a que tienen uno o varios flagelos que utilizan para la
locomoción. Cada flagelo tiene su origen en un corpúsculo
citoplasmático llamado cuerpo basal. Algunos organismos son de vida
libre, en este grupo tenemos las euglenas que tienen cloroplastos y
realizan fotosíntesis cundo se ubican en lugares soleados. La Astasia es
una réplica de euglena incolora de vida libre.
Entre los flagelados parásitos tenemos los Tripanosomas que causan
enfermedades como el mal del sueño, tenemos también la
Trichonyimpha que vive en el intestino de las termitas y contribuyen en
el desdoblamiento de la celulosa de la madera.
4. Clase Ciliata: Se caracteriza por tener el cuerpo cubierto de una
vellosidad denominada cilios que utilizan, a manera de remos para la
locomoción; cada cilio tiene su origen en un cuerpo basal. Algunos
presentan un par de núcleos como es el caso del paramecium, tiene
forma de pantufla y es relativamente grande; otros ejemplos son el
Stentor que tiene forma de cono y se adhiere al sustrato por su base, La
Vorticella es más pequeña y tiene una especie de pedúnculo espiralado
que lo fija al sustrato.
Libardo Ariel Blandón Londoño
148
Ejercicio: 9
1. Describa algunas características de cada Reino.
2. Cuáles son las características de un virus, por qué no se consideran
como seres vivos.
3 Cuáles son las características de las cianobacterias.
4 Cuáles son las características de las bacterias. Y cómo se clasifican
según la respiración y según la forma.
5 Cuál es la diferencia entre bacterias Gram positivas y Gram negativas.
6 En qué consisten las exosporas y las endosporas.
7 Por qué decimos que la digestión de las bacterias es extracelular.
8 Cuáles son las características del Reino Protista.
9 Cómo se clasifican los organismos del Reino Protista. Determinar
Phylum y clases.
10 Describa las características de cada Clase y dé ejemplos
11 En qué consiste la fagocitosis y en qué se diferencia de la pinocitosis.
12 Elabore un cuadro sinóptico sobre la taxonomía de los organismos
del Reino Protista.
Biología General
149
4. 3 Reino Fungi o Micota
Comprende todos los hongos, se le llama también Reino Micota. Con
las bacterias, son los descomponedores del material orgánico en los
ecosistemas.
Gracias a ellos, los cadáveres y demás material en proceso de
descomposición, son depurados de los ecosistemas, retornando al suelo
el material nutritivo que las plantas utilizan para la fabricación de
material vivo.
En los ecosistemas, los seres vivos son comidos por otros seres vivos y
convertidos en material más pequeño, éste es demolido por otros en
material aún más pequeño (material particulado). Estos materiales, al
igual que las heces fecales, son consumidos por descomponedores
(hongos y bacterias, ácaros, colémbolos) y llevados a tamaños mucho
más pequeño hasta convertirlos en compost, o simplemente abono para
las plantas. Podemos ver, entonces, el papel tan importante que juegan
los descomponedores en la recuperación de la materia orgánica.
Existe una gran variedad de hongos: los hay nutritivos o alimenticios
como son, por ejemplo los champiñones y las auricularias, También los
hay medicinales como el penicillium del cual se extrae la penicilina,
existen también hongos parásitos como las royas que causan grandes
daños en los cultivos de cereales, plátano y café. También existen
hongos muy tóxicos como las amanitas y los hay industriales como las
levaduras de la cerveza y del pan.
La digestión del material alimenticio es de carácter extracelular debido
a que las enzimas son vertidas sobre el sustrato, este después de ser
desdoblado es absorbido por los rizoides (especies de raíces que le
sirven también de fijación).
Morfología: las levaduras tienen forma esférica u ovoide, varían
considerablemente en cuanto a tamaño (5 y 30 micras de longitud). No
tienen flagelos ni ningún otro órgano de locomoción. Los demás hongos
tienen forma ramificada y muy variada, presentan formas de orejas, de
mazo o de paraguas.
Libardo Ariel Blandón Londoño
150
Estructura Un hongo está constituido por un conglomerado de hilillos
llamados hifas, éstas pueden ser unicelulares con muchos núcleos
formando verdaderos cenocitos, o bien pueden ser septadas, con
tabiques que individualizan o separan las células; estas hifas son
multicelulares. A lo largo de cada hifa hay un citoplasma común. Las
hifas pueden ser de tres tipos:
A. No septadas son cenocíticas, es decir tienen muchos núcleos,
carecen de tabiques transversales o septos.
B. Septadas: tiene células mononucleadas, los tabiques dividen a las
hifas en compartimientos, o células con un solo núcleo en cada uno de
los compartimientos. En cada septo hay un poro central que permite la
migración de núcleos y citoplasma de un compartimiento a otro. Es
importante anotar que aunque cada compartimiento de una hifa septada
no tiene una membrana celular como cualquier célula, habitualmente se
hace referencia a un compartimiento como si fuese una célula.
D. Septadas cenocíticas: en este caso los tabiques dividen las hifas
en células, cada una con varios núcleos.
Hifas no septadas y septadas
Micelios: un conjunto de hifas constituye el micelio, el cual, según el
grado de colonización puede ser vegetativo o aéreo. Una hifa o una
espora cae en un medio apropiado (un pedazo de pan por ejemplo) y si
hay buena humedad la espora (o la hifa) se desarrolla dando origen a
una masa de hifas que invaden todo el sustrato; este primer momento se
Biología General
151
llama etapa de invasión o colonización, se ha desarrollado, entonces; el
micelio vegetativo constituido por hifas no sexuales.
Completada la etapa de colonización, el micelio vegetativo aflora a la
superficie externa para iniciar la segunda etapa: la de reproducción, este
micelio se llama micelio aéreo el cual produce el cuerpo o talo que da
origen a las esporas responsables de la reproducción.
El talo de un hongo filamentoso consta fundamentalmente de dos partes:
El esporangiosporo y el esporangio que contiene las esporas, que son
células muy resistentes y se les denomina: células de reposo o
durmientes.
Micelio vegetativo
Reproducción: Los hongos se reproducen por medio de esporas, las
cuales se dispersan en el medio en un estado latente, este estado se
interrumpe sólo cuando se hallan en condiciones favorables de alimento
y humedad para su germinación. Cuando estas condiciones se dan, la
espora o la hifa germina, si la que germina es la espora, surge de ella
una primera hifa, la que se propaga y se ramifica hasta formar micelio,
el micelio vegetativo. La velocidad de crecimiento de las hifas de un
hongo es verdaderamente alarmante: en un hongo tropical llega hasta los
5 mm por minuto. Se puede decir, sin exagerar, que algunos hongos se
pueden ver crecer a simple vista.
En los esporangios se producen las esporas de los hongos, ya sea de una
manera asexual o como resultado de un proceso de reproducción sexual.
En este último caso la producción de esporas es producida a través de la
meiosis de las células, de la cual se originan las esporas mismas. Las
esporas producidas se denominan meiosporas.
Libardo Ariel Blandón Londoño
152
Como la misma especie del hongo es capaz de reproducirse tanto
asexual como sexualmente, las meiosporas tienen una capacidad de
resistencia tal, que les permite sobrevivir en condiciones adversas;
mientras que las esporas producidas asexualmente permiten que el
hongo se propague con la máxima rapidez y logrando la mejor
colonización posible.
El micelio vegetativo de los hongos, tiene un aspecto muy simple,
porque no es más que un conjunto de hifas dispuestas sin ningún orden.
En cambio el micelio aéreo o reproductivo se manifiesta sólo en la
producción de cuerpos fructíferos, los cuales, como indica el nombre,
sirven para portar los esporangios que producen las esporas.
Taxonomía: Los hongos se clasifican según sus órganos de
reproducción. El Reino comprende sólamente dos divisiones o Phyla:
hongos mucilaginosos y hongos verdaderos:
Los hongos mucilaginosos: comprenden las clases: Mixomicetos y
plasmodiphoromiceto son hongos mucilaginosos o mucosos. Se hallan
en lugares muy húmedos, se desarrollan rápidamente después de una
noche lluviosa y se enredan en las ramas de la maleza o rastrojo.
Son un grupo particular de protistas denominados comúnmente mohos
mucilaginosos que toman tres formas distintas durante el transcurso de
su vida.
A. Inicialmente tienen forma ameboidea y unicelular, se mueve
mediante seudópodos o flagelos dependiendo de la cantidad de agua que
haya en el medio.
B. Bajo ciertas condiciones: (cambios en el medio por ejemplo), forman
masas gelatinosas que se deslizan lentamente por el suelo o en las ramas
del rastrojo. Esta es la etapa que normalmente se observa como moho
mucilaginoso.
C. Por último, el moho desarrolla un cuerpo fructífero que produce
esporas superficialmente, así como ocurre con los esporocarpos de los
hongos.
Biología General
153
Hongos verdaderos: El Phylum comprende cuatro clases:
Ficomicetos: producen esporas en el interior de esporangios que se
desarrollan en el ápice (parte distal) de las hifas. Las esporas se forman
asexualmente, en el caso de los mohos acuáticos las esporas tienen unos
flagelos que les permiten desplazarse a otros sitios. Las esporas
normalmente son esparcidas por el viento.
Algunos hongos parasitan peces y plantas; la mayoría son saprofitos,
viven a expensas de otros organismos muertos, ayudan en la
descomposición de la materia orgánica en los ecosistemas. Crecen sobre
el pan o cualquier otro sustrato rico en carbohidratos del cual se nutre.
A este tipo de hongos se les denomina mohos, como ejemplo podemos
citar el género Rhizopus que es el moho común del pan.
Una característica importante de los Ficomicetos es que son
unicelulares, sus hifas no presentan tabiques, sus órganos de
reproducción se llaman esporangios y sus esporas se denominan
esporangiosporas y el talo esporangiosporo.
Género Rhizopus moho común del pan
Libardo Ariel Blandón Londoño
154
Ascomicetos: Los miembros de esta clase producen dos tipos de
esporas, unas formadas asexualmente llamadas conidios que se
desarrollan a manera de cadenas en el ápice o parte distal de las hifas.
Son similares a las esporas de los Ficomicetos. Un segundo grupo es el
resultado de copulación sexual; cuatro u ocho de estas esporas, las
ascosporas, se originan en sacos denominados ascas Son muy
importantes en la vida humana dado que unos contribuyen a la salud y
otros atacan plantas de suma importancia para nuestra economía.
Son pluricelulares y septados, a excepción de las levaduras que son
unicelulares. Entre los más representativos tenemos el penicillium del
cual se extrae la penicilina.
Basidiomicetos: se dispersan mediante esporas que son producidas en
los ápices de unas estructuras en forma de basto (bastón) a las cuales se
les denomina basidios En ellos se producen las esporas llamadas
basidiosporas. Esta clase comprende: los hongos de anaqueles, hongos
de bola, paraguas, royas y tizones y orejas.
EL paraguas es apenas una parte del hongo
Biología General
155
as basidiomicetos son muy variados en cuanto a su morfología, los
paraguas son muy comunes, lo mismo que las orejas de palo, las royas
destruyen gran cantidad de cultivos (royas del café, del trigo, del
centeno y de la avena).
Deuteromicetos: se les llama hongos imperfectos, (Imperfecti). Hay
muchas clases de hongos de los cuales se conoce la descendencia, esta
descendencia, por alguna razón, no se puede reproducir sexualmente. En
este caso no se sabe si el hongo es un ascomiceto o un basidiomiceto,
por lo tanto se ubica en una categoría especial, los hongos imperfectos.
Los hongos parásitos que causan las dolencias conocidas como
“culebrilla” y “pie de atleta” se clasifican en este grupo; no obstante,
vale la pena aclarar que después de descubrir el estadio sexual de un
deuteromiceto, si se permite ser reclasificado resulta, por lo general, ser
un ascomiceto.
Pie de atleta
Los líquenes:
Estos organismos no son tan sencillos que digamos, son el resultado de
la simbiosis entre un alga y un hongo, en algunos casos tropicales, el
hongo resulta ser un basidiomiceto, sin embargo, en la gran mayoría de
los casos es un ascomiceto. Normalmente el alga es unicelular y puede
ser un alga verde, o una azul verdosa; a los líquenes se les suele dar
nombres científicos como a cualquiera otro ser vivo.
Los hongos que hacen parte de los líquenes, sobreviven en medios
agresivos, hostiles, crecen sobre la superficie de las rocas. Llegan a ser
dominantes en la vegetación de las zonas árticas y antárticas. Son
pioneros en lugares donde no hay vida, son los colonizadores del suelo.
Libardo Ariel Blandón Londoño
156
Líquenes
Un liquen cae, por ejemplo sobre una roca, vierte sus enzimas en la
superficie de ésta desdoblándola, los nutrientes extraídos de la roca son
absorbidos por el hongo, éste lo traslada al alga la que mediante
fotosíntesis fabrica alimento para ambos; por esta razón hablamos de
simbiosis.
La primera fase de colonización de la roca se da gracias a la
proliferación de estos líquenes, los cuales forman una película vegetal
sobre ella o sobre el suelo árido, tenemos entonces el suelo preparado
para albergar la llegada de esporas de musgos y otras briofitas, luego de
helechos y posteriormente de rastrojo y plantas de mayor tamaño hasta
formar una capa vegetal apta para cultivo o para la formación de bosque.
De lo anterior podemos deducir la importancia de los líquenes en la
formación del suelo vegetal.
4.4 . Reino vegetal
Se caracteriza por que los organismos que lo componen tienen clorofila
y por tanto son autótrofos, a este Reino pertenecen todas las plantas
verdes e incluye las algas pluricelulares. Todas son sésiles, aunque
algunas células reproductoras presentan órganos de locomoción. Las
plantas verdes son los organismos productores de alimento y la fuente
de oxígeno para todos los ecosistemas de nuestro planeta.
El Reino comprende dos grandes Phyla o Divisiones: Phylum Briophyta
y Phylum Tracheophyta.
Biología General
157
1 Phylum o División Briophyta:
El nombre se debe a que carecen de haces vasculares, el transporte de
sustancias se realiza de célula a célula, se le llama transporte a distancia
corta: TDC. Ésta es la razón por la que no pueden crecer en altura, sino
horizontalmente invadiendo el suelo. Se les llama plantas inferiores por
ser simples, de estructura sencilla.
Crecen en la superficie de las rocas, del suelo, y son colonizadores de
lugares áridos cubriendo los espacios preparados por los líquenes. Se
reproducen mediante esporas, algunas tienen rizoides que les sirve de
órgano de sostén o fijación al sustrato. La parte que sobresale del suelo
se llama talo y contiene los órganos de la reproducción.
Características:
Con algunas excepciones, son terrestres, epifitas (epi = encima. Phytos =
planta) y se desarrollan sobre otras plantas y en lugares húmedos.
A . Presentan alternancia de generaciones: Una generación diploide y la
siguiente haploide después de sufrir meiosis. La planta asexual es
producto de una espora y se le denomina ”esporofito” y es más pequeña
que la sexual, el “gametofito”
B. Las células epidérmicas están cubiertas por una cutícula transparente
,dicha cutícula falta en las demás plantas.
C. No forman raíces verdaderas, pero en las plantas sexuales o
gametofitos producen órganos llamados rizoides que le sirven de
sustentación al sustrato.
El Phylum o División comprende dos clases: Clase Hepaticae
(hepáticas) y Clase Musci o musgos:
Las hepáticas están confinadas a sitios más húmedos al igual que los
musgos, aunque existen algunas excepciones, los esporofitos son más
pequeños que los de los musgos y más simples. A través de los rizoides
Libardo Ariel Blandón Londoño
158
absorben el agua con los nutrientes que circulan en el cuerpo de la
planta por difusión.
Hepática y Musgo
Los musgos no están tan estrictamente limitados a la humedad como las
hepáticas, algunos son acuáticos, otros crecen en el suelo y muchos
sobre la roca, la corteza de los árboles y sobre la madera en
descomposición. El gametofito maduro tiene siempre un talo con un
rizoide en la extremidad inferior, las hojas se disponen en espiral y
presentan una nervadura central. Cuando se reproducen mediante
esporas que son dispersadas por el viento, cuando una espora germina
no se desarrolla una planta foliar, con hojas, sino que se desarrolla un
filamento verde con cloroplastos, este filamento se ramifica y se propaga
horizontalmente invadiendo lo más que puede el suelo, y se le llama
protonema, es característico de todos los musgos. Los tallos foliares
nacen como ramas del protonema. Los rizoides se ramifican libremente
y en condiciones favorables originan nuevos protonemas.
Phylum o División Tracheophyta
A esta División se les conoce como plantas superiores, se caracterizan
por tener haces vasculares que consisten en tubos de conducción de
sustancias: el xilema que conduce savia bruta desde la raíz hasta las
hojas y el floema que conduce savia elaborada desde las hojas hacia los
lugares de almacenamiento.
Biología General
159
Gracias a estos haces vasculares o conductores las plantas pueden lograr
alturas considerables. Entre las traqueofitas más comunes tenemos los
subphyla pteridofitas y espermatofitas o espermafiitas las cuales se
caracterizan por su reproducción sexual
Subphylum pteridofita comprende tres clases: Filicinae
(hlechos), Equisetineae (cola de caballo) y Licopodinae
(licopodios). Ver ilustraciones:
Estructura de un helecho Equisetos: Cola de caballo Licopodios
2 . Subphylum espermatofita
Este grupo se caracteriza por su reproducción sexual. Son plantas con
semillas dichas semillas pueden ser: o externas o internas. Esta
característica permite clasificarlas en dos grupos o superclases:
Gimnospermae (gimnospermas) y angiospermae (angiospermas).
Gimnospermas (semilla descubierta):
El fruto tiene las semillas desnudas. Carecen de flores visibles, por eso
se llaman criptogamas, sus hojas son en forma de aguja y su contorno de
ramas es en forma de cono, por eso se les llama Coníferas. Son
coníferas los pinos, cipreses, abetos y cedros
Libardo Ariel Blandón Londoño
160
Angiospermas (semilla cubierta por carpelos)
La semilla está cubierta por vainas como el fríjol, capachos como el
maíz, carnosidades como el mango y la naranja. Todas tienen flores de
allí el nombre de fanerógamas. Las angiospermas comprenden dos
clases: las monocotiledóneas y las dicotiledóneas.
Clase Monocotiledónea: Se caracteriza por tener un solo cotiledón en
la semilla. Allí se halla el embrión, sus hojas tienen forma de cinta y
presentan nervaduras paralelas, la flor tiene tres, seis, nueve, o más
(múltiplos de tres) pétalos; estas características sirven para identificarlas
a simple vista, como ejemplo tenemos el maíz, el plátano, y las palmeras
entre otras.
Dicotiledóneas: Presentan dos cotiledones en su semilla, sus hojas no
son en forma de cinta y tienen nervaduras reticuladas (en forma de red),
sus flores tienen uno, dos, cuatro, cinco, siete o más (diferente a
múltiplos de tres) pétalos. (Ver dibujo).
MONOCOTILEDÓNEAS DICOTILEDÓNEAS
HOJAS
FLORES
SEMILLAS
Biología General
161
Ejercicio 10
1. Describa las características del Reino Fungi o Micota
2. Cómo se clasifican los hongos según sus órganos de
reproducción.
3. Describa las características de cada grupo y dé ejemplos de cada
uno.
4. Realice una lista de hongos su utilidad o enfermedad y dé
ejemplos.
5. Describa las características del Reino Vegetal.
6. Describa las características de los líquenes y por qué son
importantes.
7. Realice un cuadro sinóptico de los grupos del Reino Vegetal;
enuncie una característica de cada grupo.
8. Realice un paralelo entre plantas monocotiledóneas y
dicotiledóneas. Puede utilizar dibujos..
4.5. Reino animal
Características
Los animales son seres vivos, generalmente dotados de movilidad,
motilidad y sensibilidad, presentan órganos que les permiten optimizar
el intercambio de gases, consumen oxígeno y expelen dióxido de
carbono; son heterótrofos, es decir, que se nutren de sustancias que han
Libardo Ariel Blandón Londoño
162
sido elaboradas por otros organismos (no poseen capacidad para
sintetizar su propio alimento).
Todos los animales y muchos vegetales son heterótrofos, sólo son
autótrofos (que producen su propio alimento) aquellos organismos
vegetales que poseen clorofila. En realidad, se puede decir que cualquier
definición de "animal" nunca es absoluta porque aunque existen
diferencias físicas y funcionales muy marcadas entre los animales y
plantas, en los grupos inferiores de los reinos animal y vegetal aparecen
caracteres que son comunes a ambos.
Aspectos comunes entre los animales y los vegetales:
La movilidad es una característica que puede existir en animales
inferiores sésiles (fijos al sustrato), pero también en determinadas algas
inferiores. La nutrición heterótrofa es otro ejemplo de característica
común entre animales y vegetales; todos los animales son heterótrofos,
pero también lo son un buen número de hongos y bacterias.
Por último, en el plano celular tampoco existen diferencias que se
puedan considerar definitivas para distinguir con claridad donde
empiezan cada uno de los Reinos Animal y Vegetal, pues existen
numerosos flagelados que presentan aspectos comunes a ambos Reinos,
entre ellos tenemos las euglenas y las clamidomonas. Además en los
helechos existen espermatozoides mótiles producidos por los anteridios
y se desplazan o nadan hacia los arquegonios para lograr la fecundación
de la ovocélula.
Conceptos que hay que tener en cuenta en la biología de los
animales
Concepto de Simetría: Simetría es la disposición que tienen las
distintas partes de un todo, de forma ordenada y con mutua
correspondencia y genera una forma proporcionada y equilibrada. El
principio de la simetría es de gran importancia en biología, mineralogía,
física y geometría.
Biología General
163
En biología, la distribución regular de las distintas partes del cuerpo de
un animal en dos lados opuestos de un plano de simetría o plano
mediano, se conoce como simetría bilateral. La organización
proporcional de partes semejantes de un cuerpo alrededor de un eje de
simetría, como en el caso de las medusas y las estrellas de mar, se
denomina simetría radial. Los cuerpos de los protozoos como los de los
radiolarios, que tienen una forma redondeada alrededor de una zona
central o núcleo, se dice que tienen simetría esférica.
La asimetría es la falta de simetría en un cuerpo, si bien podemos
considerar que cierto grado de asimetría es normal -tanto en el cuerpo
como en el rostro- existen casos de verdaderas asimetrías las cuales, en
determinadas ocasiones, son muy notorias.
Existen seres vivos que son completamente asimétricos como aquellos
que son arborescentes (Los árboles por ejemplo), los que cambian
continuamente de forma como las amebas, y los que tienen formas
reticuladas o constituyen colonias amorfas.
Cuando se habla de simetría no se refiere a que las partes en que se
dividen virtualmente tengan qué ser completamente iguales, se refiere a
una sección equivalente en su forma externa. La simetría facial leve es
absolutamente normal y es normal tener un lado de la cara mayor o
diferente que el otro, tanto a lo ancho como en lo alto, tener una ceja
más alta, un párpado más bajo, la nariz o los labios algo desviados. Estas
pequeñas diferencias se deben a incongruencias en el crecimiento de las
estructuras óseas de cada lado y, en ocasiones, a la mayor o menor
expresividad de cada lado de la cara.
Para el estudio de los animales es importante tener en cuenta las
posiciones y direcciones del cuerpo y los planos en que se puede dividir
virtualmente. Las posiciones con que limita el cuerpo son:
Parte cefálica o anterior: la parte delantera, donde está ubicada la
cabeza o el encéfalo. Puede ser basal si está cerca o distal si está hacia el
extremo cefálico.
Libardo Ariel Blandón Londoño
164
Parte caudal o posterior: Parte final o posterior, donde se halla la cola.
Puede ser basal si está cerca o distal si está hacia el extremo caudal del
cuerpo..
Parte dorsal: corresponde a la parte de la espalda. Superficie de
encima. Es la parte más expuesta.
Parte ventral: corresponde al vientre o parte de abajo, que está hacia el
suelo. En los vertebrados corresponde al pecho y vientre.
En cuanto a los planos se deben tener muy claro los siguientes:
Plano longitudinal medial o sagital: Divide el cuerpo en derecho e
izquierdo desde la cabeza hasta la parte caudal o posterior. Ejemplo:
Corte sagital cefalocaudal medial es el corte que se hace desde la
cabeza hacia la parte caudal por la línea media y separa el lado derecho
del izquierdo.
Plano longitudinal dorsiventral medial o coronal: divide el cuerpo en
dos partes longitudinalmente desde la cabeza hasta la parte caudal o
posterior. Separa la parte dorsal de la ventral.
Biología General
165
Plano transversal: divide el cuerpo en dos partes: una parte cefálica o
anterior y otra parte caudal o posterior. Es un corte perpendicular al
longitudinal.
Simetría Bilateral: cuando el cuerpo presenta dos lados, uno derecho y
otro izquierdo al hacer pasar un plano en forma longitudinal medial. Es
típico de aquellos animales que tienen bien definidas las partes cefálica
y caudal, derecha e izquierda, este tipo de simetría es característico de
los animales de movimiento activo. El esquema del corte sagital
presenta simetría bilateral.
Simetría Radial: Cuando el cuerpo presenta más de una manera de
trazar planos desde un centro o eje como en el caso de los radios de una
rueda. La estrella de mar presenta simetría radial debido a que en ella se
pueden trazar varias líneas concéntricas que dividen el organismo en
más de dos partes similares.
Simetría esférica: Cuando se pueden trazar líneas o radios en tres
dimensiones, es típico de los organismos que presentan forma esférica,
entre ellos tenemos algunos protozoos como los heliozoos y volvox.
Libardo Ariel Blandón Londoño
166
Tipos de simetría en animales
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Orígenes y Relaciones
Es evidente que los animales multicelulares (metazoos) proceden de
formas unicelulares de carácter animal (protozoos). La relación exacta
no está bien cclara debido a la escasez de fósiles disponibles y a la
extinción de formas intermedias, aunque es posible que existan varias
líneas evolutivas. Ciertos flagelados de carácter animal forman colonias
y es probable que puedan haber evolucionado hacia organismos más
diferenciados, con un desarrollo que les permite adaptarse mejor a las
inclemencias del medio.
Además, los estadios embriológicos de algunos animales muestran una
secuencia de cambios que proporcionan un modelo evolutivo razonable,
la ontogenia, un estadio unicelular seguido de un estadio del tipo de
colonia indiferenciada, una esfera de células hueca (blástula), y después
un tubo (estadio de gástrula), muestran claramente la posibilidad de un
desarrollo evolutivo. Obérvese cómo la ontogenia parece la repetición
acelerada de la filogenia. Otras teorías sugieren la existencia de formas
intermedias distintas, como un protozoo con varios núcleos celulares.
Las esponjas, tienen células flageladas: los coanocitos, y cavidades
internas que intervienen en la adquisición del material alimenticio.
Desde sus inciertos orígenes, el Reino Animal se ha diversificado en
varios linajes o ramas, que a su vez se han subdividido en Phyla, Clases,
Órdenes, Familias y géneros. Desde hace tiempo, se rechaza el antiguo
concepto que dice que grupos de organismos han progresado desde
formas inferiores a otras superiores, es lo que se denomina cadena vital.
Biología General
167
El curso de la evolución es más comparable a un árbol o a un arbusto
con muchas ramas, que sufre una diversificación adaptativa, con un
cierto grado de evolución progresiva en todo el Reino. Por tanto, aunque
los insectos, cefalópodos y vertebrados siguieron diferentes líneas
evolutivas, todos se pueden describir como animales superiores.
Estructura Anatómica:
Los diversos tipos de animales tienen estructuras anatómicas que se
pueden interpretar tanto histórica como funcionalmente. Además, la
anatomía comparada permite a los científicos clasificar a los animales en
grupos y establecer y explicar su evolución.
Una parte básica del cuerpo es el intestino, cuya aparición en la
evolución de los metazoarios debió ser temprana. Los animales más
simples, como las esponjas, tienen cavidades internas que intervienen en
la digestión, pero los orificios de apertura no son compatibles a una boca
o a un ano.
Tienen además tejidos, aunque carecen de órganos reales o nervios y no
tienen simetría bilateral, muchas son asimétricas. La medusa más
compleja y sus parientes, animales más activos que generalmente se
alimentan utilizando sus tentáculos, tienen un intestino (celenterón) con
boca pero sin ano, los desechos deberán ser expulsados por la boca.
El sistema nervioso está presente, aunque sin cerebro o cabeza. El
cuerpo de la medusa tampoco tiene simetría bilateral, es decir, no hay un
lado izquierdo o derecho como ocurre en el cuerpo de los animales más
evolucionados, incluyendo a los seres humanos. Éstos celenterados
presentan una simetría radial, o simetría alrededor de un eje central.
1 Los no cordados
Los animales no cordados se caracterizan por no tener notocorda. En
aquéllos donde hay cordón nervioso se halla en posición ventral. Estos
animales se denominan también Invertebrados por no tener vértebras,
Libardo Ariel Blandón Londoño
168
aunque en los cordados también encontramos invertebrados como los
tunicados y cefalocordados.
Para facilitar el estudio, los taxónomos organizaron el Reino en un orden
evolutivo desde los más sencillos hasta los más complejos teniendo en
cuenta las características, no solamente morfológicas si no también
anatómicas, es decir, a partir de la homología.
Las características vistas bajo este patrón dan clara evidencia de la
evolución; además la adaptación a diferentes ambientes definió
paulatinamente, de generación en generación, la forma actual y la dieta
nutritiva de los organismos que hoy conocemos.
Existen tanto de vida libre como parásita; acuática y terrestre, los hay
también de diversas formas y tamaños según el medio y las condiciones
donde se desarrollen. Todos son consumidores (heterótrofos), los hay
carnívoros, herbívoros, carroñeros o sarcófagos y omnívoros entre otros.
Algunos son sésiles y en su gran mayoría son mótiles (se desplazan)
aunque todos son móviles, para tal efecto han desarrollado estructuras
locomotrices como seudópodos, cilios, flagelos, apéndices sencillos
(parapodios), patas, alas, sifones y aletas entre las más destacadas. Las
animales han colonizado todos los ecosistemas de la biosfera y tienen
una gran capacidad de adaptación.
El desplazamiento de los animales
El efecto remo
Es una unidad física de movimiento que efectúan los animales para
desplazarse, el hombre lo aplica para mover objetos. Consiste en un
juego de fuerzas involucradas de tal manera que permiten que un objeto
avance. Es común para el desplazamiento en el suelo, en el agua o en el
aire. Las fuerzas que intervienen son: fuerzas de presión (apoyo),, de
resistencia y de avance.
Biología General
169
Fuerza de presión: (fp) aquella que el objeto o animal ejerce sobre el
medio. Es una fuerza de apoyo y de ahí la energía que hay que invertirle
al sistema. Varía según la necesidad del objeto, dicha necesidad
depende del tamaño (la masa que hay qué mover) y del medio donde se
realice la acción.
Fuerza de resistencia: (fr) es la fuerza que ejerce el medio sobre la
fuerza de presión, es una reacción, se opone a la fuerza de presión, si
esta fuerza es menor o igual a la fuerza de presión, el cuerpo está
estático, no se desplaza. Existe un umbral, para que el cuerpo pueda
avanzar la fuerza de presión deberá ser mayor que la de resistencia.
Fuerza de avance: (fa) Es una fuerza resultante y contraria que depende
de la diferencia de las dos anteriores. Si la fp es menor o igual que fr, el
cuerpo tiene desplazamiento cero. Si es mayor, el cuerpo se desplazará
en sentido contrario.
Unidad de efecto remo (UER)
Fa avance
fp
fr
fp
fr
fa
fp + fr = fa
si fp = 1 y fr = -1
1+ -1 = 0 sistema en equilibrio.
Libardo Ariel Blandón Londoño
170
Si fp = 2 y fr = 1 (la resistencia se opone), luego es -1
2 - 1 = 1 el desplazamiento es l en sentido contrario
Si fp = 3 y fr = 1 la resistencia se opone, luego es -1
3 - 1 = 2 el desplazamiento es 2 en sentido contrario
La energía que hay que aplicarle al sistema deberá ser la suficiente para
superar la fuerza de resistencia u oposición, así el cuerpo deberá
avanzar.
Avance
desplazamiento hacia delante
fp
fr
fuerza de oposición r
fa flagelo hacia atrás
Esquema que muestra la Unidad de efecto remo (UER) en un flagelado
La resistencia es la fuerza de oposición ejercida por el medio, esta
fuerza depende de la densidad del mismo. Sólido para el suelo, los
terrestres, carros, animales caminadores y rastreros. Fluidos (agua y
aire) para nadadores y voladores, incluyendo naves (barcos y aviones),
peces y. aves.
Existe una relación entre el tamaño del objeto o animal y la densidad del
medio. Aunque la densidad de un fluido varía notoriamente con la
presión y la temperatura, para explicar el fenómeno del desplazamiento,
es necesario considerarlo constante, uniforme.
Biología General
171
Asumiendo que la densidad del agua o del aire es la misma con respecto
de la profundidad o de la altura respectivamente, existe una variación
relativa que depende del tamaño o de la masa del cuerpo sumergido. No
es lo mismo una ballena, sumergida que un pequeño pez, o un águila
que vuela y una mosca en pleno vuelo. Los animales grandes (ballena y
pez pequeño) perciben el medio de manera distinta por aquello de la
relación masa/medio Para el pez pequeño su medio es más denso que
para la ballena. De igual manea para el insecto en pleno vuelo, el medio
es supremamente denso comparándolo con el águila de mayor tamaño.
Para ello es necesario desarrollar aletas o alas de un tamaño apropiado
que supere el volumen del cuerpo debido a que el ala aumenta al
cuadrado y el cuerpo al cubo.
En el caso de los terrestres, las patas deberán ser de un tamaño
apropiado, que depende del volumen del animal, el radio de la sección
circular de las patas y la longitud de las mismas. El cuerpo crece al
cubo, el grosor de las patas al cuadrado y la longitud de las mismas a la
uno. La relación se conserva de una manera natural.
Esta es la razón por la cual no pueden existir moscas del tamaño de un
elefante. ¿Se imaginan el tamaño que deberían tener las alas para
compensar ese volumen del cuerpo? ¿O el largo y grosor de las patas
para compensar el peso?
Estructuras locomotrices: Las estructuras locomotrices que han
desarrollado los animales para lograr su locomoción son: seudópodos,
cilios, flagelos, apéndices sencillos (parapodios), patas, alas, sifones y
aletas entre las más destacadas. Mediante movimiento ondulatorio se
puede lograr efecto remo.
Pseudópodo: son prolongaciones del citoplasma que emiten ciertos
organismos unicelulares como las amebas, utilizan el sistema gel-sol
para avanzar así:
Libardo Ariel Blandón Londoño
172
Desplazamiento por pseudópodos
Como tienen la capacidad de volver más densa ciertas partes del
citoplasma (gel) desplazan el ffluido citoplasmaático denso hacia el
sentido de desplazamiento lo que le perite avanzar, luego la parte densa
(gel)) la vuelven ligera, liviana (sol) y la lanzan atrás. Cada ciclo es una
unidad de efecto remo, ver esquema anterior.
Cilios y flagelos: actúan cada uno como unidad de efecto remo, solo
que en los ciliados actúan miles a la vez, con una pequeña diferencia en
el tiempo entre un cilio y el siguiente creándose un efecto ondulatorio
que les da cierta vibración en el movimiento.
Parapodios: se les denomina, también parápodos. En los equinodermos
son prolongaciones de la epidermis que pueden llenar de líquido
hemolinfático, y al extraerlo crean un pequeño vacío en la parte distal
que actúa como una ventosa. Como son muchos los parapodios, le
permiten al organismo desplazarse por rocas empinadas incluso, por el
Biología General
173
cielo rocoso de ciertas cavernas. El movimiento se da con unidades de
efecto de remo normal. Presentan parápodos también los anélidos y
muchos moluscos.
En cuanto a las patas, alas y aletas utilizan la unidad efecto de remo,
cuyas repeticiones son las que le permiten al organismo avanzar. Según
el tamaño del organismo que avanza varía la frecuencia de efectos de
remo. En los de mayor tamaño la frecuencia es baja y a medida que
disminuye el tamaño, aumentan la frecuencia. En los insectos, por
ejemplo, aumenta tanto la frecuencia del movimiento de las alas que
podemos hablar de vibraciones del orden de miles por segundo en el
vuelo. Dicha frecuencia debe ser muy alta para que pueda vencer la
resistencia sel fluido aéreo que para él es muy denso.
Sifones: típico de los cefalópodos. Es un mecanismo de propulsión a
chorro. Los sifones son estructuras tubulares por las cuales fluye el agua
(o raras veces fluye aire). En los moluscos, por ejemplo, el flujo de agua
es utilizado para uno o para múltiples propósitos tales como la
locomoción, alimentación, respiración y la reproducción. El sifón forma
parte del manto del molusco, y el flujo de agua es dirigido hacia (o
desde) la cavidad.
Algunos gasterópodos poseen un único sifón. En aquellos bivalvos que
tienen sifones, los mismos se encuentran apareados. En los cefalópodos,
por ejemplo existe un único sifón o conducto que se denomina
hiponome. El chorro de agua es lanzado hacia atrás (fuerza de presión)
creando la fuerza de resistencia (oposición del agua) permitiendo que el
cefalópodo avance hacia adelante.
Libardo Ariel Blandón Londoño
174
Movimiento ondulatorio: es un desplazamiento que se da en el agua
como el nado de una serpiente, el aletear de las rayas.
Desplazamiento por ondas
Taxonomía
Los siguientes son los Phyla (Phyla es el plural de Phylum) más
destacados de los animales no cordados: conocidos más comúnmente
como animales invertebrados
1 Phylum Mesozoa: (del griego mesos, 'medio' y zoion, 'animal'). (Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005. © 1993-2004 Microsoft
Corporation. Reservados todos los derechos).
Esta división comprende un único Phylum. Se les dio el nombre
mesozoa, que significa animales intermedios, porque se pensaba que
eran un grupo intermedio entre los protozoos y los metazoos, aunque en
la actualidad esta teoría no está muy clara; se conocen aproximadamente
50 especies.
Morfología:
Son animales pequeños de aspecto vermiforme que viven como
parásitos del tracto urinario de invertebrados marinos, propiamente de
Biología General
175
los cefalópodos. Están formados por una capa externa de células que
rodea a otra interna de células reproductoras. Hay dos clases de
mesozoos: Rombozoos o Diciémidos y Ortonéctidos; aunque algunos
autores consideran que estas dos clases deberían situarse en dos Phyla
distintos.
Los mesozoos representan un grupo muy singular del reino animal.
Están situados por encima de los protozoos en la escala evolutiva, dada
su condición de animal pluricelular. pero también se ubica por debajo de
los poríferos por su carácter simple No tienen una simetría definida.
Son animales diminutos que consisten en un conjunto de células
estructuradas en una capa externa, es un grupo de formas de vida que se
cree son de transición entre los organismos unicelulares y los
pluricelulares. Su cuerpo consta de una capa de células externas que
rodea las células reproductoras internas y no contiene ningún órgano
real. Excepto en el momento de la dispersión, los mesozoos viven como
parásitos internos del tracto urinario de los invertebrados marinos
especialmente de cefalópodos como sepias, pulpos y calamares.
Algunos científicos los consideran gusanos planos degenerados y otros
no los clasifican como animales. El grupo incluye unas 50 especies
distribuidas en dos clases u órdenes: diciémidos y ortonéctidos.
Morfología
Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S:
A: Ediciones España. 1980.
Libardo Ariel Blandón Londoño
176
2. Phylum Porífera:
Denominados también espongiarios por la constitución de su cuerpo, el
que es poroso, en forma de esponja. Son los metazoarios más sencillos
que se conocen, son sésiles pueden originar larvas mótiles y viven en
ambientes marinos, salvo algunos que son dulceacuícolas.
Morfología:
Los poríferos están constituido por un saco de paredes generalmente
provistas de un esqueleto calcáreo y lleno de perforaciones a través de
las cuales pasa el agua. Ésta llega a una gran cavidad interior llamada
atrio y sale por un ancho orificio, el ósculo, dejando allí en su interior el
alimento y el oxígeno, esta característica es exclusiva de las esponjas.
Presenta tres capas de células:
A. El ectodermo que está formado por una capa de células aplanadas
llamadas pinacocitos.
B. El endodermo que está constituido por células flageladas llamadas
coanocitos, cada célula flagelada o coanocito tiene una delgada
membrana en forma de copa que rodea a un único flagelo. Los ostiolos
están interconectados por medio de canales, la mayor parte de los cuales
están tapizados por coanocitos. Estas células flageladas mantienen una
corriente de agua por los canales interiores de la esponja y atrapan las
partículas alimenticias. A veces, los canales están provistos de pequeñas
cámaras, llamadas cámaras flageladas, que son las que contienen las
células flageladas o coanocitos.
C. Entre ambas capas existe una capa intermedia mesenquimatosa
denominada mesoglea con elementos celulares como los escleroblastos
cuya función es formar las espículas, y células ameboideas llamadas
amebocitos, son las que toman y transportan el alimento y los productos
de secreción. También hay células de tejido nervioso y muscular.
Las especies están distribuidas en todos los ecosistemas marinos del
todo el mundo y, en especial, en aguas tropicales, donde junto con otros
invertebrados, como los corales, son importantes en la formación de
Biología General
177
depósitos calcáreos (calizos). Todas son sésiles, aunque las formas
larvarias nadan hasta encontrar un sitio donde fijarse. Muchas son
asimétricas y algunas con simetría radial.
Morfología de una esponja
La esponja tubular púrpura y amarilla muestra una de las múltiples
formas corporales típicas de las esponjas. Sus cavidades interiores
ofrecen abrigo a cangrejos pequeños, estrellas de mar y otros
invertebrados marinos. (Oxford Scientific Films/Joe Dorsey).
Hay una considerable polémica acerca de la relación entre las esponjas y
otros grupos de invertebrados. Se acepta que son una línea multicelular
derivada de protozoos unicelulares, pero su relación con los celentéreos
(medusas y corales) está menos clara. Lo que sí está claro es que tanto
los celentéreos como las esponjas tuvieron un antecesor común.
Phylum Celenterata o Cnidarios:
Los animales de este grupo presentan simetría radial, comprende: hidras,
pólipos, medusas y corales. En su mayoría son marinos; constituidos por
las dos hojas embrionarias propias de los celentéreos (diblásticos): el
endodermo y el ectodermo. Entre ellas hay una capa gelatinosa
denominada mesoglea.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Son diblásticos como los espongiarios pero en ellos hay una región
anterior que contiene la boca (bocaano), orificio que comunica la
cavidad gástrica (celenterón) con el exterior, es el primer indicio
gástrico que aparece en la escala evolutiva. Se caracterizan por tener
cnidoblastos, éstos son células que tienen en su interior una cápsula o
cnidocisto, con una sustancia venenosa (urticante) que paraliza las
presas cuando son disparadas mediante una especie de arpón. De ahí el
nombre de Cnidarios
Este grupo se tienen organismos fijos (sésiles) y se les llama pólipos o
libres (flotantes) llamados medusas.
Los pólipos son sacos de doble pared con tentáculos alrededor de la
boca y con una cavidad interna gastrovascular denominada enteron que
puede extenderse por el interior de los tentáculos. En este grupo aparece
por primera vez un indicio de tracto digestivo, y no hay aún indicio de
encefalización.
Las medusas, como ya se dijo, son mótiles y tienen forma de campana
flotante con la boca hacia abajo prolongada por una especie de trompa
que constituye el manubrio. El cuerpo redondeado de la campana
provisto de tentáculos se denomina umbrela (sombrilla). La medusa
puede considerarse como un pólipo invertido dado que tiene la misma
organización fundamental.
Hidra y Medusa
Biología General
179
4 Phylum Platelminta:
Como su nombre lo indica son gusanos planos. Se caracterizan por su
cuerpo blando y aplanado, son, por lo general, parásitos, sólo unos
pocos de vida libre. Son los animales más sencillos entre los que poseen
encefalización.
Presentan simetría bilateral con partes ventral y dorsal definidas. La
mayoría son alargados y acelomados, es decir con el celoma o cavidad
interna llena de parénquima y con sistema excretor representado por
células flamígeras. Su reproducción puede ser sexual y asexual y tienen
hermafroditismo. Algunos parásitos no tienen tracto digestivo, se
alimentan de las sustancias digeridas por el hospedero mediante ósmosis
como las tenias. Presentan sistema nervioso central en posición ventral.
El Phylum comprende tres clases: las tenias, que en su fase adulta son
parásitos del tracto digestivo de los animales; las duelas, que parasitan
diversos órganos de distintos animales; y las planarias: gusanos planos
de vida libre, las cuales tienen tracto digestivo completo pero no tienen
ano, presentan simetría bilateral.
Planaria (vida libre)
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Tenia o solitaria (Parásito intestinal)
Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S:
A: Ediciones España. 1980.
5 Phylum Nematelminta: (Nemátodos)
Son denominados también Asquelmintos (Aschelminthes). Son gusanos
cilíndricos. A diferencia de los platelmintos tienen sexos separados
existe un macho y una hembra, hay dimorfismo sexual. Tienen un tubo
digestivo en una sola dirección: desde la boca hacia el ano
(cefalocaudal), presentan simetría bilateral, por tanto tienen definida la
parte izquierda de la derecha. La dorsal de la ventral y la anterior de la
posterior.
El Phylum Nematoda: comprende gusanos alargados de forma cilíndrica
con una cubierta dura denominada cutícula y una forma corporal
mantenida por la presión del fluido interno. Se alimentan generalmente
por aspiración de líquidos, o ingesta de partículas pequeñas o materiales
blandos. Son abundantes y viven en el suelo, y en sedimentos marinos y
de agua dulce. Algunos son parásitos y causantes de enfermedades
graves; Una vez el alimento ha penetrado, es procesado, paso a paso a
Biología General
181
medida que avanza, finalmente los desechos son eliminados a través del
ano.
La mayoría son pequeños, unos cuantos milímetros o menos; unos
pocos, sin embargo, como el Áscaris puede alcanzar hasta treinta cm. de
longitud y otro que parasita las ballenas alcanza hasta nueve metros.
Muchos parasitan gran parte de plantas y animales.
Lombriz intestinal
El anquilostoma es un parásito de gran importancia, vive adherido a la
pared del intestino del hombre de donde succiona sangre y otros líquidos
nutritivos, causando por tanto, debilidad y letargo al hospedero. El
contagio se da al caminar con pies descalzos sobre el suelo contaminado
con excrementos humanos.
La trichinella (Triquinelas) puede ingresar al organismo mediante el
consumo de carne de cerdo mal cocida que contiene el parásito. Una vez
en el humano se enquista en el músculo y finalmente muere dado que
hoy por hoy no se practica el canibalismo.
6 Phylum Mollusca: (Moluscos)
Son animales de cuerpo blando (del latín molluscus, ‘blando’) estos
organismos suelen tener una estructura externa, dura, de naturaleza
calcárea. Entre los moluscos más conocidos se encuentran las almejas,
las ostras, los caracoles, las babosas, los pulpos y los calamares. El
Libardo Ariel Blandón Londoño
182
Phylum Mollusca es uno de los Phyla animales con mayor número de
especies.
Los moluscos son un grupo diverso de invertebrados marinos,
dulceacuícolas y terrestres, con formas muy variadas. Todos tienen un
rasgo anatómico en común, la presencia de una concha o cubierta en
alguna etapa de su vida. La mayoría tienen concha en su etapa adulta,
excepto el pulpo, el calamar y las formas abisales. Además, presentan
una estructura llamada glándula de la concha, que aparece durante un
corto tiempo en el desarrollo embrionario.
Su cuerpo como tal presenta simetría bilateral, no incluye la concha,
tienen reproducción sexual y son hermafroditas imperfectos. Tienen sus
dos órganos sexuales pero no se pueden autofecundar. Cordón nervioso
en posición ventral.
Dos tipos de moluscos: Almeja, caracol
7 Phylum Anelida (Anélidos).
Son gusanos cilíndricos anillados, razón por la cual se les llama
Anélidos, con forma de gusano y segmentación bien desarrollada
(metamerismo), probablemente evolucionó como una adaptación para
cavar por peristaltismo en los sustratos blandos.
Tiene una cabeza o acron representada por el prostomio que le sirve
para alojar la estructura cerebral. No es un segmento, como tampoco lo
es la parte terminal llamada pigidio donde se halla el ano. El líquido
Biología General
183
celómico actúa como esqueleto hidráulico contra el que los músculos
aprietan para cambiar de forma, o de posición;
Los anélidos tienen un sistema digestivo más o menos recto que se
prolonga desde la boca hasta el ano, se encuentra en el centro del celoma
pasado a través de los tabiques que separan los segmentos, su digestión
es extracelular y la excreción se da a través de estructuras tubulares
llamadas nefridios, existe un par por cada segmento.
Tiene un sistema circulatorio bien desarrollado, la sangre queda alojada
en un sistema vascular cerrado. El sistema nervioso consta de una masa
ganglionar dorsal anterior llamada cerebro, un par de conexiones
anteriores en torno al intestino y un cordón nervioso largo en posición
ventral que puede ser doble o sencillo. Tienen simetría bilateral, como
ejemplo tenemos la lombriz de tierra, el nereis, la sanguijuela y el
tubifex que es índice de aguas altamente contaminadas.
Tres tipos de anélidos: nereis, lombriz de tierra y sanguijuela
Tres tipos de tubifex
http://www.bing.com/images/search?q=tubifex&form=QBIR#
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Phylum Onicophora (Onicóforos)
Son muy importantes desde el punto de vista evolutivo debido a que
tienen características tanto de anélido como de artrópodo, son un
verdadero eslabón evolutivo entre los anélidos y los artrópodos dado que
albergan características de ambos Phyla; están segmentados aunque
externamente no se aprecia, tienen apéndices ambulacrales (especies de
patas) que le sirven para la locomoción terminados en uñas, presentan
antenas. Poseen una película quitinosa y cuerpo aterciopelado, miden
entre 1.5 y 20 cm de longitud, son lucífugos y terrestres, se alimentan de
restos vegetales o de pequeños artrópodos que capturan arrojando una
sustancia pegajosa. Tienen sexos separados y el desarrollo es directo. El
peripatus es el representante de este Phylum.
Peripatus
:http://isearch.babylon.com/?s=img&babsrc=HP_ss&q=peripatus
Phylum Artropoda (Artrópodos)
El término artrópodo significa patas articuladas. Es uno de los phyla más
importantes del Reino Animal dado que comprende aproximadamente el
80% de la fauna en el mundo y los insectos son los invertebrados de
organización más avanzada y de comportamiento más complejo en todo
el Reino.
Son metazoarios de simetría bilateral, tienen el cuerpo metamerizado y
con segmentación heterónoma (partes diferentes). El cuerpo está
cubierto por una cutícula resistente segregada por la epidermis que
forma un exoesqueleto rígido. Los distintos segmentos están unidos por
membranas articulares que hacen posible los movimientos.
Biología General
185
Durante la ecdisis o muda se desprende la coraza o exuvia (exhuvia) y
su epidermis forma una nueva cutícula quitinosa, la muda se da para que
el crecimiento se pueda realizar. El sistema nervioso es de tipo
anelidoideo, en escalera y en posición ventral; casi siempre hay ojos
compuestos. Los músculos son estriados y formados por haces
independientes. El celoma está reducido a los órganos excretores y
genitales. No tienen cilios vibrátiles. La hipodermis produce pelos,
quetas, espinas y escamas; los pigmentos depositados en ella son los
causantes de la coloración de los artrópodos.
Apéndices: Típicamente cada segmento de los artrópodos lleva un par de
apéndices articulados. La división del cuerpo en tagmas ha determinado
la aparición de los grandes grupos de artrópodos. El tagma cefálico ha
sido concebido en grado diverso por incorporación del acron, región
anterior del cuerpo que se corresponde con el prostomio de los anélidos.
El acron es una región no segmentada y constituye la región cefálica
primaria. Allí se hallan órganos sensoriales como antenas y ojos.
La estructura del cerebro es compleja aunque de tipo anelidoideo
dividido en tres partes; el cordón nervioso, en posición ventral, está
compuesto por un par de ganglios en cada segmento o tagma.
La circulación es impulsada por un corazón con diversos orificios u
ostiolos que comunican el corazón con la cavidad pericárdica. La
circulación no es cerrada por cuanto las arterias desembocan en
cavidades periviscerales llamadas senos sanguíneos o lagunas. La
cavidad general del adulto (hemocele) está llena de sangre, la
hemolinfa. La sangre vuelve al corazón a través del seno pericárdico. La
sangre tiene más función nutritiva que respiratoria. El sistema digestivo
sigue un plan general boca, estómago intestino y ano. El aparato
excretor está representado por nefridios modificados localizados en
segmentos determinados. La reproducción es de carácter sexual, sexos
separados en los insectos que tienen dimorfismo sexual, algunos son
hermafroditas. La mayoría de los artrópodos son ovíparos.
Metamorfosis: Se da según el número de segmentos que tenga la larva
en el momento de la eclosión. Podemos distinguir dos tipos de
desarrollo postembrionario:
Libardo Ariel Blandón Londoño
186
1) si la larva tiene un número de segmentos distintos del que tiene el
adulto y después adquiere el número definitivo de segmentos se dice que
hay anamorfismo como en crustáceos y picnogónidos,
2) si la larva nace con el número definitivo de segmentos se dice que
hay epimorfosis como ocurre en los insectos. Normalmente el desarrollo
se realiza con una sola forma larvaria y se llama metamorfosis, pero
cuando hay dos o más formas larvarias decimos que hay
hipermetamorfosis.
Centípodo (ciempiés) Milípodo (milpiés)
http://www.bing.com/images/search?q=pauropodos&go=&form=QBIR#
Crustáceos
Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S: A: Ediciones
España. 1980.
Biología General
187
Arácnidos: araña y escorpión Insectos: grillo y mosca
http://www.bing.com/images/search?q=aracnidos&form=QBIR#
10 Phylum Echinodermata (equinodermos).
Son celomados cuya característica más notoria es presentar simetría
radial y vivir en aguas saladas, la piel está cubierta de espinas y tienen
un sistema vascular hídrico. El agua del mar pasa por un sistema de
canales para luego ser utilizada en la dilatación de los numerosos pies
tubulosos (ambulacros) que tienen en sus extremos (parte distal)
ventosas que le permiten al animal adherirse a las superficies sólidas.
Las larvas tienen simetría bilateral. A medida que se desarrolla pronto
queda dividido el celoma en dos grandes sistemas: el de la cavidad
general y el de la cavidad ambulacral (ambulacros o hidrocele) que tiene
contacto con el agua de mar a través del poro acuífero. El mesénquima
origina un aparato circulatorio llamado aparato hemal mientras que el
mesénquima periférico segrega un esqueleto dérmico en forma de placa
o de espículas calcáreas.
Asteroideos: Son las estrellas de mar; tienen forma estrellada pentagonal
que son la prolongación de una región central o disco. Los pies
ambulacrales están localizados en la cara ventral. Los surcos
ambulacrales parten de su cara ventral siguiendo los brazos hasta el
extremo de éstos. En cada surco hay de dos a cuatro hileras de
ambulacros.
Los brazos llevan en sus extremidades, ligeramente levantada una
mancha ocular sensible a la luz. El sistema acuífero consta de un anillo
del que parten cinco conductos ambulacrales radiales que penetran en
los brazos. En cada brazo hay dos glándulas genitales que desembocan
Libardo Ariel Blandón Londoño
188
en el exterior por cinco poros dorsales. Presenta papulas que son
verdaderas expansiones del cuerpo en las cuales se hallan las branquias,
estructuras mediante las cuales realiza el intercambio de gases con el
medio.
Ofiuroideos: Eleuterozoos con cuerpo en forma de disco del que salen
cinco brazos carentes de surco ventral. No tienen ano y el esqueleto
sobre el disco es discontinuo. Los brazos están formados por anillos
esqueléticos, presenta púas largas y numerosas. Tiene células sensoriales
y las púas y palpos agrupados en papilas sensitivas.
Equinoideos: Son eleuterozoos de cuerpo en forma de globo, los más
representativos son los erizos de mar, con caparazón formada por
yuxtaposición de placas calcáreas. La cara oral representa la mayor parte
del animal, mientras que la cara ventral, donde se abre el ano tiene poca
extensión y es apical.
El caparazón tiene púas largas y fuertes. La boca y el ano están al final
del eje vertical en el centro de una zona membranosa llamada periprocto
para el ano y peristoma para la boca, en la cual hay unas pieza duras
masticadoras en relación con una estructura llamada linterna de
Aristóteles .El cuerpo está cubierto por una epidermis ciliada.
Tiene sexos separados y las glándulas tienen el mismo aspecto en ambos
sexos. Como en los demás, hay un sistema nervioso oral del cual parten
cinco nervios radiales ventrales para las zonas ambulacrales.
Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S: A: Ediciones
España. 1980.
Biología General
189
Ejercicio 11
1 Describa las características del Reino Animal, cuál es la diferencia
entre cordados y no cordados
2 Cuáles son las partes que hay qué tener en cuenta para limitar el
cuerpo de un animal. Incluyendo los diferentes cortes.
3 En qué consiste la simetría, cuáles son los tipos de simetría y dé
ejemplos de cada una.
4 Qué significan los términos: sésil, móvil y mótil.
5 Elabore un cuadro sinóptico que abarque el Reino animal, explique la
razón del nombre de cada Phylum y diga algunas características del
grupo. Dé ejemplos de cada grupo.
6 Cómo son los sistemas digestivo, nervioso y circulatorio en los no
cordados, en cuáles Phyla aparecen por primera vez.
7 En qué consiste el dimorfismo sexual y en la escala evolutiva en
cuáles Phyla aparecen.
8 Cómo es la respiración en los no cordados y qué órganos intervienen.
5.2 LOS CORDADOS
1 Phylum Chordata
Características: tienen un cordón nervioso en posición dorsal:
epineuros. Son deuterostomos que son aquellos metazoos triblásticos en
los que el blastoporo de la gástrula da lugar al ano. En estos, la
segmentación del huevo nunca es en espiral. Tienen hendiduras
faríngeas, al menos en el embrión. Tienen una notocorda (notocordio)
que puede ser transitoria o permanente, o en su lugar una columna
vertebral. La columna vertebral es la osificación del notocordio que
Libardo Ariel Blandón Londoño
190
rodea al cordón nervioso en el embrión. Todos los Cordados tienen, o
tuvieron en el embrión, un notocordio y tienen una cavidad interna o
celoma.
Todas las especies tienen simetría bilateral, segmentación en cierto
grado y un esqueleto óseo interno llamado endoesqueleto a excepción de
los tunicados y los cefalocordados. En determinado estadio de su
desarrollo los cordados presentan un par de sacos branquiales. En los
cordados acuáticos, los sacos branquiales se comunican con las fosas
exteriores formando las hendiduras branquiales que proporcionan la
salida del agua que ha penetrado por la boca y ha pasado a través de las
branquias.
En los cordados terrestres los sacos branquiales no se comunican con el
exterior y se modifican durante el desarrollo del embrión. Todos los
cordados, pues, tienen un cordón nervioso hueco que se desarrolla
longitudinalmente hacia el lado dorsal del cuerpo sobre el notocordio.
En el extremo anterior el cordón nervioso se ensancha y da origen al
encéfalo.
Como grupo, los cordados son los que ocupan la mayor variedad de
hábitats.
Algunos son capaces de mantener constante la temperatura del cuerpo,
se les denomina Homotermos como las aves y los mamíferos, otros
tienen la temperatura de la sangre variable, son heterotermos o
poiquilotermos, como peces, anfibios y reptiles, característica única
entre los seres vivos.
Al grupo de los cordados pertenecen los animales con el sistema
nervioso más complejo y perfecto de todos los animales. Forman parte
del Phylum Chordata los Subphyla: Tunicata, Cephalochordata y
Vertebrata.
A. Subphylum Cephalochordata: (cefalocordados) El representante
de este grupo es un pequeño organismo de 5 cm. y de apariencia de pez,
el anfioxus (anfioxo) durante toda su vida tiene un notocordio
(notocordio permanente), un cordón nervioso tubular en posición dorsal
y hendiduras branquiales funcionales; aunque estos organismos puden
Biología General
191
nadar, prefieren permanecer enterrados en la arena y filtran del agua las
partículas de alimento. El anfioxo es una forma marina que vive cerca
de las playas.
Estructura de un anfioxo
http://isearch.babylon.com/?q=anfioxo&s=images&as=0&babsrc=HP_s
s
2 Subphylum Tunicata (Urocordados): Son eminentemente marinos,
sésiles, que viven adheridos al sustrato impulsando el agua a través de
las hendiduras branquiales e ingiriendo las partículas alimenticias que
circulan con el agua.
Tiene una cubierta de celulosa que rodea el cuerpo llamada túnica, de
ahí su nombre; a los tunicados se les llama también Jeringas de mar
debido a las cantidades de agua que expelen cuando el cuerpo se contrae
súbitamente. Si no fuera por las hendiduras branquiales resulta difícil
pensar que son animales y que son cordados.
En su etapa adulta no tienen notocordio ni sistema nervioso tubular
dorsal, sin embargo, como todos los animales sésiles, producen larvas
mótiles, de vida libre que diseminan la especie hacia otros sitios, éstas
larvas tienen todas las características de un cordado-. Cuando la larva se
fija al sustrato y se convierte en adulto pierde las características que
revelan su verdadera afinidad con los Cordados. Los más conocidos son:
ascidias y taliáceos
Libardo Ariel Blandón Londoño
192
Tunicados adultos y larva
http://www.todomonografias.com/images/2007/03/a991.gif
3 Subphylum Vertebrata:
Comprende todos los animales con esqueleto óseo interno incluyendo al
hombre, se caracteriza por: que en todos los vertebrados adultos el
notocordio ha sido remplazado por una columna vertebral constituida
por materiales flexibles de cartílago o hueso; se le llama también espina
dorsal o espinazo. Por dentro y a lo largo de la columna vertebral, se
extiende el cordón nervioso dorsal o cordón espinal.
El encéfalo, ubicado en el extremo anterior del cordón espinal nervioso,
está protegido por una estructura en forma de caja: el cráneo.
El cuerpo tiene tres grandes regiones: Cabeza que contiene el encéfalo
y los órganos sensoriales, el tronco donde se halla la cavidad general
que contiene las vísceras y la cola que es una prolongación de la espina
dorsal.
Tegumento: Está formado por dos capas: la epidermis y la dermis. La
primera se origina a partir del ectodermo, tiene varias capas y a menudo
aparece queratinizada. La primera capa se llama de Malpighi y está
constituida por células generativas y la segunda, la dermis, más interna
está compuesta por muchas fibras de tejido conjuntivo que derivan del
Biología General
193
mesodermo. Los pigmentos cutáneos que dan la coloración a los
animales pueden estar en las células dérmicas y se llaman cromatóforos
o también pueden hallarse en células epidérmicas.
En el tegumento abundan las células glandulares. En los vertebrados
inferiores suelen ser de dos tipos: mucosas y serosas. En los superiores
como en los mamíferos se distinguen tres: sudoríparas, sebáceas y
mamarias. También existen en el tegumento algunas formaciones
(formaciones tegumentarias) unas de origen epidérmico como: plumas,
pelos; otras de origen dérmico como placas óseas de los reptiles,
cuernos, uñas y cascos; y otras de origen mixto como las escamas de los
peces
Esqueleto: podemos distinguir tres tipos de esqueleto: axial, encefálico
y apendicular.
El esqueleto axial que se forma alrededor de la cuerda dorsal, se le llama
también vertebral por estar formado por las vértebras (columna
vertebral).
El esqueleto cefálico compuesto por a) el neurocráneo que es el
conjunto de piezas óseas que envuelven el cerebro y los órganos
sensoriales y b) por el explacnocráneo o cráneo visceral que comprende
varios pares de arcos en forma de “U” adosados a la pared de la faringe;
forma las mandíbulas y sirve para la respiración branquial.
El esqueleto apendicular formado por las extremidades anteriores y
posteriores. Cada extremidad consta de dos partes: la cintura o cíngulo
que está metida en el tronco; y la extremidad propiamente dicha que sale
del cuerpo.
Sistema nervioso: Formado por el encéfalo del que parten al menos
diez pares de nervios craneales. Se continúa por la médula, de la que
salen por pares los nervios espinales, cada uno de los cuales está
provisto de dos ramas: una dorsal de carácter sensitivo y otra rama
ventral de carácter motor.
Libardo Ariel Blandón Londoño
194
En todo vertebrado hay que distinguir el sistema nervioso
cefalorraquídeo que rige la vida animal, y el sistema nervioso vegetativo
(simpático y parasimpático) que gobierna la vida visceral.
Sistema digestivo: está situado en posición ventral. Sigue un plan
general: Cavidad bucal, faringe, esófago, estómago, intestino. El
intestino puede terminar directamente en un orificio anal o bien en una
cloaca. Órganos como el hígado y el páncreas están bien desarrollados.
Sistema digestivo de ave y de mamífero
Sistema respiratorio: en los agnatos, peces y larvas de anfibios está
formado por branquias, en los anfibios adultos, reptiles, aves, mamíferos
y en algunos peces las branquias son sustituidas por un par de pulmones
situados detrás de la faringe y en posición ventral. Tanto los pulmones
como las branquias derivan de la faringe.
Sistema circulatorio: tiene tres tipos de sistemas: venoso, arterial y
linfático. Todos presentan un sistema cerrado de circulación. El corazón
musculoso, posee, al menos dos cavidades, las cuales aumentan en
número (a cuatro) según el desarrollo evolutivo. Dos para los peces, tres
para anfibios y algunos reptiles y cuatro para reptiles, supriores, aves y
mamíferos. El corazón se halla en posición ventral; la sangre es de color
rojo porque tiene un pigmento respiratorio: la hemoglobina que
impregna ciertas células llamadas hematíes o eritrocitos (glóbulos rojos)
que se producen en la médula roja de los huesos. La musculatura del
corazón es estriada y la de los vasos sanguíneos lisa.
Biología General
195
Circulación en vertebrados: La circulación es cerrada, sale del corazón
y a él vuelve después de hacer el recorrido por un sistema tubular: las
venas y arterias. Para distinguir una vena de una arteria es muy sencillo:
la arteria saca sangre del corazón y la vena entra sangre al corazón.
La circulación, según su recorrido a través del organismo puede ser
doble o sencilla: doble si recorre el cuerpo y luego va al corazón,
después va a los pulmones y vuelve al corazón como en aves y
mamíferos. Es sencilla si sale del corazón recorre el cuerpo y luego
vuelve al corazón como en los peces.
Cuando la sangre venosa no se mezcla, en ninguna parte de su recorrido,
con la arterial decimos que es circulación completa (separación
completa) y es incompleta cuando se mezclan en algún punto de su
recorrido.
Sistema excretor: Eliminan los desechos nitrogenados a través de
estructuras denominadas nefronas o tubos renales que se agrupan y
forman un par de riñones, un par de uréteres evacua los productos de la
excreción mediante la orina.
Reproducción: Presentan sexos separados excepto algunos peces.
Poseen generalmente un par de órganos genitales: la salida de los
espermatozoides se realiza por el conducto de Wolf y la de los ovocitos
por el canal de Müller. La fecundación puede ser interna o externa.
En el desarrollo del huevo hay vertebrados que producen un amnios y un
alantoides (amniotas) y otros que no la producen, los anamniotas.
El amnios es una especie de bolsa limitada por dos membranas, en su
interior se encuentra el embrión bañado en un líquido amniótico que le
preserva de golpes.
El alantoides es una invaginación del intestino posterior del embrión.
Tiene como función asegurar la respiración y ser un depósito de
desechos del embrión, a través de él se relacionan el feto y la madre.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Existen tres tipos de reproducción. Ovípara, vivípara y ovovivípara.
Ovípara: cuando el huevo fecundado sale cubierto por una cáscara. En
su interior se desarrolla el embrión que nace por eclosión, es típico en
las aves. La fecundación es interna.
Vivípara cuando el huevo fecundado se desarrolla dentro de la madre. El
nacimiento se da mediante el parto como en los mamíferos.
Ovovivípara cuando en el vientre de la madre se forma los huevos con
cáscara. La eclosión es interna y en ese momento la madre expulsa las
crías y los restos de la cáscara como ocurre en los guppys.
A menudo el Subphylum vertebrara lo subdividen algunos autores en
dos Superclases: Peces y tetrápodos:
1 Superclase Peces: Este grupo comprende tres clases de peces:
Clase Agnatha: (amandibulados). O Agnatostomata o Ciclostomata.
Son peces sin mandíbula y se les denomina también ciclóstomos. Se
trata seguramente de los vertebrados más primitivos, las aletas no están
apareadas. El notocordio perdura durante toda la vida del animal, ya que
no alcanza a ser remplazado totalmente por el esqueleto de textura
cartilaginosa: el cuerpo no está cubierto por escamas.
Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S: A: Ediciones
España. 1980.
Biología General
197
El ejemplo típico es la lamprea. Pueden llegar a convertirse en un
problema para otros animales debido a que se alimenta adhiriéndose por
medio de su boca suctora (que succiona) al cuerpo de los peces
verdaderos a los cuales extraen los fluidos tisulares, convirtiéndose en
verdaderas plagas.
Las lampreas no tienen mandíbula. En reemplazo de ella
poseen un aparato en forma de embudo provisto de una
ventosa que cuenta con unos poderosos dientes. Gracias a este
aparato bucal pueden adherirse a los peces y perforar la piel
de sus hospederos.
Tomado de: (Biblioteca de Consulta Microsoft ® Encarta ® 2005. ©
1993-2004 Microsoft Corporation.
Reservados todos los derechos)
Clase Chondrichthyes: (peces cartilaginosos). A este grupo pertenecen
los tiburones, lisas y rayas. Casi todos son marinos y unos pocos
dulceacuícolas. Poseen fuertes mandíbulas, aletas en pares y un
esqueleto cartilaginoso, de ahí su nombre. Se caracterizan también por
tener cinco o más pares de hendiduras branquiales a través de las cuales
el agua fluye después de bañar las branquias, los tiburones son
carnívoros.
Tiburón y raya: peces cartilaginosos
n la cara ventral de las rayas están las hendiduras branquiales y la boca,
que tiene una abertura relativamente pequeña y aloja unos dientes
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198
modificados muy pequeños que utiliza para aplastar los caparazones de
moluscos y crustáceos. Las rayas no tienen aleta anal, y las grandes
aletas pectorales, a modo de alas, se hallan soldadas en toda su longitud
a la cabeza y al tronco.
Tommado de:(Enciclopedia Encarta Dorling Kindersley). (Biblioteca de Consulta
Microsoft ® Encarta ® 2005. © 1993-2004 Microsoft Corporation. Reservados todos
los derechos.
Clase Osteichthyes: (óseos). Vertebrados de vida acuática, peces con
mandíbula (gnatos o gnatóstomos). con respiración branquial y un
corazón de dos cavidades: un ventrículo que expulsa la sangre a las
branquias, y una aurícula que la recibe.
Su circulación es simple y completa, simple porque tiene un solo
recorrido: sale del corazón, va a las branquias recorre los tejidos y
vuelve a él para ser impulsada nuevamente.
Es completa porque no se junta la sangre venosa con la arterial. La
sangre tiene glóbulos rojos nucleados y en forma de elipse. La epidermis
no es córnea.
Tienen esqueleto óseo interno, se distinguen de los cartilaginosos por
tener sólo un orificio detrás de cada cámara branquial y además porque
el cuerpo está cubierto de escamas planas imbricadas en su mayoría;
poseen dos pares de aletas pectorales pélvicas, una aleta caudal, una anal
y una o más aletas dorsales.
La mayoría de las especies tienen una vejiga natatoria o flotador que les
permite modificar su capacidad de flotación y adaptarse a las
profundidades de los cuerpos de agua. Las escamas se desarrollan a
partir de pliegues dérmicos recubiertos de una epidermis frecuentemente
queratinizada. Las hay placoideas, cicloideas y ctenoideas.
Biología General
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Variedad de peces
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2 Superclase Tetrápodos: se caracterizan por tener cuatro
extremidades que utilizan para la locomoción, las serpientes perdieron
sus extremidades en el curso de la evolución, pues sus antepasados sí las
poseían. En los tetrápodos se tienen cuatro clases: Calase Amphibia,
Reptilia, Aves y Mamalia.
Clase Amphibia: (Anfibios o batracios). Son animales de hábitos, en
parte acuáticos y, en parte terrestres. Cuando adultos toman el oxígeno
del aire y caminan en cuatro patas, de esta suerte están adaptados a la
vida terrestre. Sin embargo, el agua del cuerpo puede evaporarse
fácilmente a través de la piel lisa y húmeda, en consecuencia están
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restringidos a vivir en lugares húmedos donde no exista el peligro de
que su cuerpo pueda desecarse.
Los anfibios necesitan de agua dulce para su reproducción, no hay
anfibios de agua salada. Los huevos los depositan en el agua en donde
también se lleva a efecto la fecundación que es externa y el consiguiente
desarrollo de las larvas de respiración branquial.
Después de un periodo de crecimiento y mediante el proceso de
metamorfosis, las larvas se convierten en adultos. Ésta es la razón de ser
del anfibio: huevos puestos en el agua que desarrollan larvas acuáticas
con branquias, y cuando adultos son terrestres.
Son heterotermos o poiquilotermos, la temperatura de su sangre varía
con la del ambiente. Su cráneo se articula con la columna vertebral por
medio de dos cóndilos, la primera vértebra llamada atlas presenta varias
modificaciones. Presenta glándulas mucosas y serosas.
Tienen un corazón con tres cavidades (dos aurículas y un ventrículo),
presentan una circulación cerrada, doble e incompleta. Cerrada porque
no se sale de los vasos sanguíneos. Doble porque realiza doble
recorrido: sale del corazón por el ventrículo, va a los pulmones a
oxigenarse, vuelve al corazón por la aurícula izquierda, va luego al
ventrículo y sale a recorrer los tejidos del cuerpo para volver al corazón
por la aurícula derecha.
De las aurículas pasa la sangre al ventrículo. Es incompleta porque en el
ventrículo se unen la sangre venosa con la arterial. Las venas llevan
sangre con gas carbónico y las arterias llevan sangre con oxígeno. Las
arterias sacan sangre de corazón y las venas la llevan a él.
La clase anfibia comprende dos grupos los anuros sin cola como las
ranas y los sapos y los urodelos con cola como la salamandra.
Biología General
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Sapos apareándose Salamandras de ambos sexos
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Clase Reptilia: (Reptiles). Están completamente adaptados a la vida
terrestre. Además de pulmones y extremidades presentan una piel seca,
escamosa e impermeable que los protege de la desecación, lo que les
permite prosperar en lugares secos. En contraste con los anfibios no
requieren de agua para la reproducción. Ponen sus huevos en la arena o
el suelo encerrados en una concha coriácea que los protege de la
desecación, deben ser fecundados antes de que se forme la cáscara, por
eso se da la fecundación interna.
Los restos fósiles nos demuestran que en otra época los reptiles fueron
más numerosos y mostraban más diversidad que hoy. En el pasado
existieron reptiles voladores, gran variedad de dinosaurios y otros tipos
de reptiles. Actualmente sobreviven cuatro órdenes: Chelonia,
Rhinchocephala, crocodilia y saurofidia.
Orden Chelonia: (quelonios) son las tortugas, con mandíbulas carentes
de dientes, con una caparazón ósea, el escudo y un plastrón o peto
aplanado en posición ventral. Las extremidades salen lateralmente del
caparazón y terminan en dedos unidos por una piel común sobresaliendo
únicamente las garras, la cola es corta.
Orden Rhinchocéphala. (Rincocéfalos) Son reptiles muy arcaicos,
ovíparos, solo hay una especie sobreviviente en N. Zelanda: la tuatera,
tiene el aspecto de un lagarto con un ojo pineal funcional en la cabeza,
Libardo Ariel Blandón Londoño
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vive en huecos que él cava y se alimenta de moluscos, gusanos y otros
animales pequeños.
Orden crocodilia: Reptiles diápsidos de hocico alargado, con dermis
cubierta de fuertes placas muy queratinizadas. Maxilas provistas de
poderosos dientes. Carecen de clavículas. Corazón con dos aurículas y
dos ventrículos, presentan una pequeña comunicación entre los dos
ventrículos. Tienen un órgano copulador y son ovíparos. A este grupo
pertenecen los cocodrilos y los caimanes.
Orden Saurofidia: (saurofidios). A este grupo pertenecen los saurios y
los ofidios. Los ofidios son reptiles ápodos (sin patas) de cuerpo
cilíndrico y muy alargado tiene los párpados fijos, carecen de tímpano y
de cavidad timpánica (son sordos) y tienen numerosas vértebras. A este
grupo pertenecen todas las serpientes.
Los saurios son reptiles con piel recubierta de escamas de origen
epidérmico, carecen de costillas abdominales. Pueden desprenderse
fácilmente de la cola y luego regenerarla. En este grupo tenemos los
lagartos, lagartijas, los camaleones y las iguanas.
Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S: A: Ediciones
España. 1980.
Clase Aves: En esta sección estudiamos las aves. A estos animales los
distinguimos fácilmente porque son los que tienen plumas. En realidad
son las plumas en lo que se basan los científicos para decidir si un
animal es un ave o no. Sólo las aves tienen plumas. Son verdaderos
amniotas con temperatura constante (homeotermos) y extremidades
anteriores transformadas en alas, el corazón tiene dos aurículas y dos
ventrículos completamente separados que impiden que se mezcle la
sangre venosa y la arterial (circulación completa). Tienen circulación
doble. La piel delgada y sensible carece de glándulas. Las glándulas que
existen son las dos uropigiales situadas en la base de la cola que
segregan un sebo que untan en las plumas para impermeabilizarlas y
tienen un olor característico. Están provistos de receptores táctiles en
Biología General
203
todo el cuerpo, el gusto radica en las papilas gustativas existentes en el
paladar y bordes de la lengua, olfato poco desarrollado pero tienen
buena audición, al igual que la visión; sus ojos presentan una membrana
protectora llamada nictitante. Las rapaces nocturnas tienen mejor visión
binocular por poseer los ojos en posición frontal.
Sistema digestivo: la lengua varía mucho de un género a otro, faringe
corta y esófago largo y musculoso que en la mayoría de las aves se
ensancha formando un buche donde se almacena y se humedece el
alimento. El esófago desemboca en un ventrículo o estómago glandular
que segrega los jugos digestivos, continúa con una molleja musculosa
que se contrae rítmicamente y con la ayuda de piedrecillas que ingiere
tritura el alimento. Luego se continúa con un intestino delgado que en
las granívoras y herbívoras es muy largo; en el punto donde se unen el
intestino delgado con el grueso hay un par de ciegos que acumulan
alimento, después del intestino grueso sigue el recto que se comunica
finalmente con una cloaca donde confluyen las heces y los desechos
urinarios y sexuales.
Sistema respiratorio: Está muy modificado para su adaptación al vuelo
que exige una gran ventilación. Tiene dos pulmones, de cada uno salen
cinco sacos aéreos que se extienden entre los distintos órganos y
penetran incluso en el interior de los huesos. Los sacos aéreos evitan el
calentamiento excesivo del animal durante el vuelo, producido por el
gran trabajo muscular que realiza. Actúan a manera de refrigerador.
(Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S: A: Ediciones
España. 1980)
Al igual que los reptiles, anfibios, mamíferos y peces, las aves son
animales vertebrados. Simplemente quiere decir que tienen esqueleto
con vértebras; a diferencia de otros animales como los insectos, las
esponjas, las estrellas marinas y muchos otros. Algunos de estos otros
animales tienen esqueletos, pero es un esqueleto diferente, calcáreo o
quitinoso y externo (exoesqueleto).
Las aves descienden de los reptiles. Hace unos 200 millones de años, las
escamas se desarrollaron en plumas, surgiendo de esta forma la primera
ave.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Las aves que existen hoy en día se estudian en dos grupos básicos:
Superorden Paleognathae:
Rátidas o corredoras: Las que pueden volar y las que han perdido la
habilidad de hacerlo. Entre las rátidas tenemos el avestruz, los ñandúes,
los casuarios y otras. Para sorpresa de muchos, en las que vuelan
(también llamadas carenadas o carinadas) se incluyen los pingüinos, ya
que aunque no vuelan a través del aire, sí lo hacen en el agua. Y junto
con los pingüinos, se encuentran la gran mayoría del resto de las aves
que conocemos.
Las rátidas son aves terrestres. Con el tiempo sus antepasados, que sí
podían volar, se adaptaron a usar las patas como principal medio de
locomoción. Eventualmente las alas se les atrofiaron, -o especializaron
para otras funciones-. Las aves que hoy en día encontramos en este
grupo ya tienen las alas demasiado pequeñas para el peso del cuerpo,
que en algunas de ellas es de inmensas proporciones. En este grupo se
encuentran las aves más grandes del mundo: el avestruz, el ñandú, el
emú, los casuarios y los kivis (kiwis).
Avestruz: El ave corredora de mayor tamaño
www.damisela.com/zoo/ave/ratities/index.htm - 11k-
Superorden Neognathae:
Carenadas: (carinadas) Las aves del vuelo son aquellas que pueden
volar. Suena tonto, pero para poder ejercer esta función el cuerpo tiene
Biología General
205
que presentar ciertas características. Una de ellas es que los músculos de
las extremidades superiores, deben ser fuertes y a la vez flexibles. Lo
cual requiere que el esternón, (hueso en el pecho donde se unen las
costillas), sea en forma de quilla. Y por eso se les llaman carenadas
(carinadas).
Excepto por las aves que no pueden volar, llamadas corredoras o
rátidas, todas las aves del mundo actual se encuentran en los próximos
21 grupos. Un poco menos de la mitad se distribuyen en los primeros 20
grupos. El resto, los pájaros, se agrupan todos en el último de la lista.
1. Orden Colimbiformes: aves acuáticas, nadadoras y buceadoras
Ej. colimbos, Zampullín y somormujo. Son europeos.
2. Orden alciformes: marinas y buceadoras, voladoras mediocres-
Ej. pollo nidícola.
3. Orden Procelariformes: marinas muy voladoras. Ej. albatros
ojeroso y pardela capirotada de Europa.
4. Orden Pelicaniformes: Cabeza pequeña y pico largo con surcos
longitudinales, dedos palmeados. Ej. Cormorán, alcatraz y
pelícano.
5. Orden ciconiformes (ardeiformes): con cuello largo y flexible,
pico largo y cónico. Viven al borde de cuerpos de agua. Ej. garza
real, garceta común, garcilla bueyera, martinete, espátula y
cigüeña.
6. Orden ardeiformes: acuáticas provistas de dedos palmeados, con
pico largo y aplastado. Ej. Flamenco, ánade, pato cuchara, ánsar
y cisne.
7. Orden lariformes: Marinas con tarsos muy cortos: gaviota,
fumarel, charrán y pagaza.
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8. Orden Caradriformes: Con tarsos largos y desnudos avefría,
Chocha perdiz y zarapito real.
9. Orden Gruiformes: Con cuello y patas largas, pies con tres dedos
anteriores y un dedo grueso posterior como: grulla, rascón, guión
de codornices y focha.
10. Orden Galliformes: Pico robusto, patas con cuatro dedos
provistos de garras como: perdiz común, urogallo, codorniz,
pavo real y las gallinas.
11. Orden Columbiformes: Patas cortas, pico con una base
membranosa. Ej. Paloma torcaz, tórtola común.
12. Orden Falconiformes: Rapaces diurnas. Pico robusto y curvo.
Dedos con garras fuertes. Ej. Buitre, águila, aguilucho, halcón, y
cóndor.
13. Orden Estrigiformes: Rapaces nocturnas con ojos en posición
frontal. Ej. Lechuza y búhos.
14. Orden Psitaciformes: pájaros muy trepadores con plumaje
colorido, comprende los loros y papagayos.
15. Orden Cuculiformes: pájaros trepadores, pico sin cera como el
cuco europeo.
16. Orden Piciformes: Pájaros trepadores con garras fuertes, lengua
protráctil. Ej. Peto real y peto negro.
17. Orden Caprimulgiformes: Patas débiles y pico sin cera como
chotacabras gris europeo.
Biología General
207
18. Orden Apodiformes: Pájaros pequeños muy voladores como el
vencejo y el pájaro mosca.
19. Orden Coraciformes: Pájaros con el pico desarrollado como
abubilla, martín pescador, carraca abejaruco.
20. Orden Esfenisciformes o impennes: Son los pájaros bobos, las
alas están transformadas en aletas, dedos palmeados.
21. Orden Paseriformes: Son trepadoras, pico sin cera, se dividen en
dos subórdenes: mesomioideos con uno, dos o tres pares de
músculos en la siringe se llaman clamadotes como el pájaro
paraguas, gallito de roca y hornero. Acromioideos con cinco,
seis o siete pares de músculos en la siringe. Ej. Ave lira, ave del
paraíso, alondra, calandria, golondrina, cuervo, estornino,
carbonero, ruiseñor, mirlo, pinzón, jilguero y gorriones.
(Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S: A: Ediciones
España. 1980)
Diversidad de aves
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Clase Mamalia: (Mamíferos). Se caracterizan por tener el cuerpo
cubierto de pelo, presentan labios carnosos y las hembras tienen mamas
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(tetas) para alimentar a sus crías, son homeotermos, la epidermis de
origen ectodérmico está formada por un epitelio córneo y la dermis de
origen mesenquimático (mesodermo) forma un tejido conjuntivo muy
rico en corpúsculos táctiles, vasos sanguíneos, terminaciones nerviosas y
células pigmentarias.
Los pelos son derivaciones epidérmicas, crecen sobre una papila pilosa
muy vascularizada situada en el bulbo piloso, un pelo se compone de
raíz y tallo, formado este último por células córneas muertas. Las
vibrisas son pelos en las mejillas y en las proximidades de la boca que
se han transformado en órganos táctiles.
Los cuernos son derivaciones tegumentarias, el cuerno del rinoceronte
no contiene hueso, está formado por tejido epidérmico muy
queratinizado. Los cuernos de los rumiantes, a excepción de los
Cérvidos, contienen hueso con cavidades sobre el que se inserta un
estuche córneo de origen epidérmico, son permanentes. Los cuernos de
los cérvidos tienen hueso compacto cubierto por una epidermis muy
poco córnea, se renuevan y cada vez son más grandes. Los cuernos de
las jirafas resultan de la fusión de una protuberancia del hueso frontal
con el hueso córneo: los recubre la misma piel del animal. Las garras,
uñas y pezuñas son también derivaciones tegumentarias, así como las
almohadillas que presentan muchos de estos animales en las plantas de
los pies.
Glándulas sudoríparas, sebáceas y mamarias:
Las sudoríparas son tubulares sencillas, distribuidas por toda la
superficie del cuerpo, salvo en roedores que sólo las tienen en las
plantas de los pies y en sirenios y cetáceos que carecen de ellas.
Las sebáceas son glándulas alveolares que pueden ser sencillas o
complejas, unas desembocan en los pelos y otras terminan libremente
(Meibomio en los párpados); también faltan en los cetáceos.
Las mamarias existen en todos los mamíferos. En monotremas cada
tubo desemboca independientemente en la base de un pelo, en el resto se
agrupan en uno o varios pares de mamas, las cuales pueden ser axilares
como en lemúridos, pectorales como en primates, pectoabdominales
Biología General
209
como en carnívoros e inguinales como en los bovinos, equinos y
cérvidos.
Esqueleto: la columna vertebral está dividida en cinco regiones:
cervical, torácica que se une con el esternón mediante las costillas,
lumbar, sacra (compone el hueso sacro) y la caudal que constituye la
cola. El cráneo se caracteriza por un ensanchamiento del neurocráneo y
tienen una mandíbula que permite el movimiento de la boca hacia abajo.
El esqueleto apendicular lo compone la cintura escapular dorsal a la cual
se articula una clavícula ventral que se une con el esternón y la
extremidad que sobresale del cuerpo constituida por brazo, antebrazo y
mano. La clavícula falta en carnívoros, ungulados y cetáceos entre otros.
La cintura pelviana está formada por la pelvis y la extremidad que
sobresale del cuerpo constituida por muslo, pierna y pie.
El sistema nervioso compuesto por sistema nervioso central y periférico.
El central lo constituye el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo es
mucho mayor que en el resto de los vertebrados. Los órganos de los
sentidos están muy desarrollados, están provistos de receptores táctiles
distribuidos en todo el cuerpo incluyendo las vibrisas y yemas de los
dedos. El gusto se halla en lengua y paladar, el olfato está muy
desarrollado en la gran mayoría (macrosmáticos) y se localiza en la
parte superior de los orificios nasales. Los primates y mamíferos
marinos son microsmáticos.
Los ojos son laterales excepto en primates que son frontales situados en
una cuenca orbitaria y están protegidos por unos párpados. En ellos
vierten su contenido las glándulas lacrimales. El oído es muy sensible y
complejo, la trompa de Eustaquio comunica la caja timpánica con la
faringe y en los cetáceos con las fosas nasales. El oído externo falta en
monotremas y está muy reducido o falta en pinnípedos y en cetáceos.
El sistema digestivo sigue un plan general, que varía según la dieta
nutritiva.
En la boca hay dientes especializados para triturar o desgarrar los
alimentos, en algunos existen espacios entre ellos y se denomina
diastemas. Unos son difiodontos mudan una vez (dientes de leche y
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210
definitivos) son la gran mayoría; otros son monofiodontos (una dentición
en toda la vida del mamífero) como en cetáceos y desdentados; y los
polifiodontos con más de dos denticiones, las piezas dentales crecen
continuamente como en los roedores. Los dientes son de tres clases:
incisivos, caninos y molares cada uno cumple con una función especial
en la dieta nutritiva del animal.
La circulación es doble y completa, aparato respiratorio formado por un
par de pulmones bien desarrollados y una estructura alveolar muy
compleja, riñones bien desarrollados en cuya parte superior están las
cápsulas suprarrenales, normalmente hay un par de uréteres que
desembocan en una vejiga urinaria, salvo en monotremas que
desembocan en una cloaca. La vejiga desemboca en el exterior a través
de una uretra.
La reproducción es sexual, existen sexos separados. En los embriones
existe cierto hermafroditismo, pero a lo largo del desarrollo, según el
sexo citológico y la naturaleza de las hormonas se produce la
diferenciación. Los monotremas son ovíparos, en los marsupiales la
gestación es muy corta y el embrión nace tan prematuro que su
desarrollo embrionario debe continuar en la marsupia de la madre hasta
su verdadero nacimiento.
En los vivíparos, el embrión y la madre están unidos por la placenta que
asegura la nutrición y la respiración del feto. En los machos la
producción de espermatozoides es continua, en cambio en las hembras
la producción de óvulos (ovocitos) está restringida a periodos
menstruales que varían con la especie.
La duración de la gestación es variables: veintiún meses para las
elefantas, cinco en las cabras, dos en las perras, y nueve en humanos.
Hay dimorfismo sexual entre machos y hembras y la fecundación es
interna.
Para el estudio de los mamíferos los mastozoólogos han distribuido la
clase en diversos órdenes, éstos varían muy a menudo con los distintos
autores
Biología General
211
Los principales órdenes de la clase Mamalia son:
Orden Monotremas: Éstos presentan un pico córneo, los oviductos
desembocan independientemente en la cloaca, tienen el pene fijo en la
pared ventral de la cloaca, son ovíparos y carecen de útero; como
ejemplo tenemos el ornitorrinco y el equidna.
Orden Marsupialia: (Marsupiales): Las hembras tienen una bolsa o
marsupia para el cuidado de sus crías, como representantes de este grupo
tenemos el canguro en Australia y la chucha o zarigüeya en América.
Orden Insectivora: (Insectívoros): Pueden ser plantígrados o
semiplantígrados, pentadáctilos (cinco dedos) terminados en garras.
Como ejemplo tenemos el tenrec, nutria musaraña, topo dorado, erizo
europeo, rata de trompa, musaraña y topo común de Eurasia.
Orden Dermoptera: (Dermópteros) con uñas y patagio lateral que une
las extremidades de un mismo lado y la cola que utilizan a modo de
paracaídas para planear, son vegetarianos e insectívoros, como ejemplo
tenemos el caguán asiático.
Orden Quiróptera: (Quirópteros) son los únicos mamíferos
verdaderamente adaptados al vuelo, con costumbres vespertinas o
nocturnas, un par de mamas y sus extremidades anteriores adaptadas
para el vuelo. Los dedos están unidos por una membrana o patagio que
constituye el ala, salvo el pulgar que queda por fuera y termina en una
garra, se le denomina pólex. Existen dos grandes grupos: los
megaquirópteros:que son de vuelo lento, son planeadores y recorren
grandes distancias para procurar su alimento (frutas, polen insectos,
pequeños vertebrados y peces entre otros); son de gran tamaño, pueden
medir hasta dos metros de envergadura y existen en el viejo mundo. Los
microquirópteros son de vuelo rápido y corto, hacen piruetas en el aire y
agitan sus alas rápidamente. Su dieta es igual a la de los
megaquirópteros, salvo algunos Géneros como Desmodus y Diaemus
que son sanguinívoros (hamatófagos), por tal razón se les tilda de
vampiros. Son propios del continente americano desde México al norte
de Argentina.
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Orden Edentata: (Edentados o desdentados) Con cuerpo revestido con
pelos o escamas, plantígrados, homodontos (dientes iguales) y
macrosmáticos. Como ejemplo tenemos el perezoso, el oso hormiguero
que tiene boca alargada en forma de tubo y lengua pegajosa y el
armadillo que tienen el cuerpo cubierto de escamas.
Orden Folidota: (Folidotos) Cubiertos dorsalmente por escamas grades
e imbricadas de origen epidérmico, son plantígrados, y con una lengua
larga y protráctil, no tienen dientes y se alimentan de insectos. Como
ejemplo tenemos los pangolines.
Orden Rodentia: (Rodencia o roedores): tienen un par de incisivos
superiores con crecimiento continuo, es decir, son simplicidentados. Son
plantígrados o semiplantígrados, todos son macrosmáticos y no tienen
caninos. Entre los más comunes tenemos el castor, la ardilla, la
marmota, el hámster, el lirón, la rata, el ratón, el puercoespín, y la
chinchilla.
Orden Lagomorpha: (Lagomorfos) Se caracterizan por tener dos pares
de incisivos en la maxila superior (duplicidentado) un par adelante y
otro detrás. La mandíbula se mueve en sentido transversal, son
vegetarianos, como ejemplo tenemos la liebre y el conejo.
Orden Cetacea: (Cetáceos) adaptados a la vida acuática, las
extremidades anteriores están transformadas en aletas y las posteriores
son vestigiales o faltan, casi no tienen pelo y las glándulas tegumentarias
faltan por completo, son migratorias. Como ejemplo tenemos orca,
delfín, cachalote y marsopa dentro del suborden Odontocetos con un
solo orificio nasal. Las ballenas (ártica y azul) están en el suborden
misticetos con dos orificios nasales, los dientes están presentes sólo en el
embrión y los adultos tienen barbas.
Orden tubulidentata (tubulidentados) con dientes cilíndricos sin raíz ni
esmalte, son macrosmáticos, con dos pares de mamas, son
mirmecófagos especialmente termes, con hábitos nocturnos, como
ejemplo tenemos el cerdo hormiguero de África denominado también
como oricteropo, pesa unos 60 Kg. y excava madrigueras.
Biología General
213
Orden Carnivora: (Carnívoros) provistos de fuertes uñas y caninos bien
desarrollados. La mandíbula está articulada de tal manera que permite
realizar movimientos transversales, con clavícula rudimentaria o ausente
y encéfalo con circunvoluciones. El suborden fisípedos son carnívoros
terrestres, los principales representantes son: lobo, zorro, perro, oso
pardo, comadreja, gineta, hiena manchada, puma, tigre, león y guepardo.
El suborden pinnípedo comprende los carnívoros acuáticos con
miembros transformados en aletas, las anteriores más desarrolladas que
las posteriores, como el león marino, oso marino, la morsa y la foca.
Orden Hiracoidea: (Hiracoideos) Son plantígrados de pequeño tamaño
con extremidades anteriores con cuatro dedos y las posteriores con tres y
el segundo dedo provisto de una garra, son vegetarianos y
simplicidentados (crecimiento continuo), y tienen una gruesa glándula
cutánea dorsal.
Orden Proboscidea: (Proboscídeos) de gran tamaño provistos de una
larga trompa o probosis que tiene función respiratoria, olfativa y prensil.
Tiene unos incisivos muy desarrollados (mal llamados colmillos) de
crecimiento continuo (simplicidentados). Son vegetarianos, como
ejemplo tenemos el elefante. Las Africanos tienen las orejas muy
grandes, los asiáticos las tiene más pequeñas.
Orden Sirenios: Son acuáticos con extremidades anteriores
transformadas en aletas, las posteriores faltan, epidermis muy delgada,
con encías recubiertas de placas masticadoras córneas, son
monofiodontos (no mudan dientes), con dos mamas pectorales. Ejemplo:
manatí y dugong de la India.
Orden Perisodáctilo: (Perisodáctilos), no tienen clavícula, tiene un
ciego intestinal voluminoso, son vegetarianos. Suborden Hipomorfos:
Con casco entero como caballo, cebra, tarpán y asno. El Suborden
Ceratomorfos con tres o cuatro dedos como rinocerontes, (blanco, negro
y de la india), tapir y anteburro.
Orden artiodactila: (Artiodáctilos) Con casco partido y cráneo alargado,
El Suborden Suiformes: No rumiantes: con caninos de crecimiento
continuo (simplicidentados), tienen cuatro dedos en todas las
Libardo Ariel Blandón Londoño
214
extremidades, como ejemplo tenemos: hipopótamo, jabalí, babirusa
cerdo y pécari. El Suborden Tilópodos: son rumiantes sin cuernos. Las
extremidades no se apoyan mediante pezuñas sino sobre las últimas
falanges de los dedos tercero y cuarto. Los más representativos son:
dromedario (África), camello (Asia) y llama, alpaca y vicuña
(Suramérica). El Suborden Rumiantes: presentan cuernos. Las
extremidades se apoyan mediante pezuñas, tienen el estómago muy
complejo dividido en tres o cuatro cámaras para rumiar, y no tienen
incisivos superiores, como ejemplo tenemos: el ciervo, gamo, alce,
corzo, reno, jirafa, bisonte, antílope, búfalo, toro, rebeco, cabra, gacela y
muflón entre otros. Son vegetarianos y desdoblan la celulosa gracias a
las bacterias simbiontes que tienen en su estómago.
Orden Primates: son plantígrados ordinariamente arborícolas, manos y
pies pentadáctilos (cinco dedos) con uñas. El pulgar es siempre oponible
y en la mayoría de las especies también el dedo gordo del pie. El
neurocráneo tiende a desarrollarse y el rostro a reducirse, con ojos
frontales, mamas pectorales, actividad sexual continua (no periodo de
celo) excepto en los lemúridos. El Suborden lemuroideos comprende
Primates arcaicos, macrosmáticos y visión reducida. Ej. Macaco, aye
aye y lori cenceño de India y Ceilán.
El Suborden Tarsioideos comprende animales pequeños y arborícolas,
de costumbres nocturnas con órbitas oculares muy grandes, brazos muy
largos, microsmáticos. Las hembras con cuatro mamas: dos pectorales y
dos inguinales, sólo hay un representante en la actualidad, el mago de
Borneo y Filipinas.
El Suborden Simioideos comprende ejemplares arborícolas con la piel
más o menos pigmentada, brazos muy largos, microsmáticos. Las
hembras con dos mamas pectorales. Este grupo tiene dos infraórdenes:
los platirrinos que son simios con orificios nasales muy separados por
un grueso tabique cartilaginoso y orientados hacia fuera, con cola larga
generalmente prensil como: capuchino, mono araña, tití común. El otro
infraorden corresponde a los catarrinos que son simios del viejo mundo
con los orificios nasales separados por un tabique nasal delgado y
orientados hacia abajo, tienen cola larga o rudimentaria pero nunca
prensil, ejemplo: Los Cinomorfos o monos que al andar siempre apoyan
Biología General
215
las cuatro extremidades, entre ellos están el mandril, anubis y mona de
Gibraltar; y los Antropomorfos que son monos desprovistos de cola
como gibón, orangután, gorila, macaco y chimpancé.
Fuente: Enciclopedia Científica cultural. Zoología General. Cultural S: A: Ediciones
España. 1980.
Ejercicio 12
1 Realice un cuadro sinóptico con todas las subdivisiones del Phylum
Chordata, dé alguna características da cada una.
2 Qué diferencia existe entre organismos homeotermos y heterotermos.
3 Cómo están organizados los sistemas digestivo, circulatorio, nervioso,
excretor y tegumentario en cada una de las clases del Phylum.
4 Utilice el esquema siguiente para comparar las características
generales de los mamíferos
-
Clasificación de los mamíferos 559 x 400 pixeles - 138k – jpg
icarito.latercera.cl
Libardo Ariel Blandón Londoño
216
Biología General
217
5.
FUNDAMENTOS DE
ECOLOGÍA
Libardo Ariel Blandón Londoño
218
Biología General
219
5. FUNDAMENTOS DE
ECOLOGÍA
5.1 La Ecología estudia la relación entre los seres vivos y el medio que
los rodea, podemos decir también que estudia los ecosistemas.
5.2. Los ecosistemas
Un ecosistema está constituido por un escenario –el medio- y unos
actores que son los seres vivos. El ecosistema, como sistema que es, está
formado por unos elementos interrelacionados y una fuente de energía.
Un reloj es un sistema, presenta las características ya dichas. En un
ecosistema intervienen factores o elementos que son bióticos (vivos) y
abióticos (no vivos), éstos son los elementos del sistema, la energía
viene del sol en última instancia. Veamos primero los elementos o
factores…
1 Factores de un ecosistema:
Factores bióticos: son los seres vivos que intervienen en un ecosistema
como los predadores y sus presas (todos los animales que actúan en ese
medio).
Factores abióticos: son elementos no vivos que intervienen en ese
ecosistema, como el suelo, el agua y el aire con sus gases disueltos, las
rocas, material en proceso de descomposición y el clima entre otros.
El clima comprende la acción de un conjunto de fenómenos como la
humedad relativa, los vientos, las lluvias, las estaciones, la presión, la
altitud y la latitud entre algunas que podemos mencionar. Vale la pena
destacar estas dos últimas:
Altitud es la altura sobre el nivel del mar. Se ha demostrado que a
medida que aumenta la altura disminuyen la presión y la temperatura.
Esto conlleva una disminución en la concentración de oxígeno a medida
que se asciende.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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Latitud: es la distancia entre la línea del Ecuador y los polos. Aumenta a
medida que nos alejamos del ecuador al norte o al sur, por eso hablamos
de latitud sur o latitud norte. Hemos podido observar que a medida que
avanzamos hacia los polos, la temperatura disminuye gradualmente.
Entre la latitud y la altitud se observa una relación interesante. A nivel
del mar tenemos una zona cálida que es equivalente al ecuador, se llama
zona tropical con las mismas características climáticas, de ahí que tenga
un mismo tipo de vegetación. Luego sigue una zona templada en ambos
casos, después una zona fría, y más hacia el norte o más hacia arriba una
zona helada o glaciar (ver esquema).
http://www.google.com.co/images?hl=es&source=imghp&biw=1366&bih=667&q=relacion+lati
tud+altitud&gbv=2&aq=f&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=
Obsérvese cómo varía la temperatura con la latitud y la altitud.
Clasificación de los ecosistemas
Clases de ecosistemas: los ecosistemas los podemos clasificar según el
medio en ecosistemas terrestres y acuáticos.
Ecosistemas terrestres: tienen como medio el suelo y el aire, aquí los
seres vivos se hallan embebidos en un fluido, la atmósfera de la cual
toman el oxígeno y regresan ella dióxido de carbono. Los ecosistemas
terrestres se clasifican según el tipo de vegetación, de ahí que se les
conozca también como zonas de vida, por lo regular tienen un mismo
tipo de vegetación. Entre los ecosistemas terrestres más comunes
Biología General
221
tenemos: tundra (Extensiones relativamente planas heladas al norte, son
desiertos polares), taiga (bosques de coníferas de las regiones nórdicas),
Desierto (grandes extensiones de arena desprovista, en gran parte de
vegetación), bosque tropical (grandes extensiones de vegetación que
encierra su propia fauna), sabana (planicies con pastos y arbustos),
páramos (se hallan en el ecuador y a grandes alturas, se caracteriza por
sus bajas temperaturas y su exclusiva vegetación consistente
principalmente de frailejón).
Ecosistemas acuáticos: se caracterizan por que el medio es el agua, en
él están embebidos los seres vivos que allí se desarrollan. Los animales
que habitan el suelo o fondo se denominan bentos, como cangrejos y
demás animales rastreros. Aquellos que se desplazan nadando como los
peces se les llama necton. Los que se desarrollan en la superficie, en la
zona eufótica se les denomina plancton (zooplancton y fitoplancton).
Los ecosistemas acuáticos se clasifican en ecosistemas marinos (inter o
intercontinentales) y de agua dulce (continentales).
Ecosistemas marinos: se caracterizan por tener cantidades
relativamente considerables de sales disueltas. Como ejemplo tenemos:
El mar, La parte superficial iluminada por el sol se denomina zona
eufórica es importante porque en ella se desarrolla el plancton
(fitoplancton y zooplancton) que es quien inicia las cadenas o redes
tróficas para el sostenimiento de toda la fauna marina; la zona oscura,
donde no llegan los rayos de la luz solar, se denomina zona afótica allí
viven organismos que de todos modos dependen de la zona eufórica
para su subsistencia.
Estuarios: un estuario es la desembocadura de un río en el mar, se
caracteriza por su baja concentración de sales disueltas, son salobres, allí
se mezclan el agua dulce del río y el agua salada del mar creando unas
características muy especiales para el desarrollo de cierta fauna y flora.
Manglares: son extensiones de mangle, (planta que sumerge sus raíces
en el agua marina y se fijan en el suelo del fondo). El hecho de crear un
Libardo Ariel Blandón Londoño
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ambiente acuático entre la superficie y el fondo repleto de raíces, crea
un ambiente especial para el desarrollo de gran variedad de peces,
crustáceos y moluscos entre otros. Este tipo de ecosistema se ubica en
las orillas del mar, tienen algunos metros de profundidad.
Ciénagas son cuerpos de agua que se desbordan de los ríos que
desembocan en el mar. Inundan los suelos aledaños al río durante gran
parte del año creando unas condiciones óptimas para el desarrollo de
gran variedad de organismos acuáticos y aves que dependen de este
ecosistema.
Ecosistemas de agua dulce: se caracterizan por presentar bajas
concentraciones de sales disueltas, estas sales son arrancadas del suelo
de las montañas en su recorrido hacia el mar. Comprende todas las
aguas continentales y se clasifican en dos grupos: lóticos y lénticos
Ecosistemas lóticos: son ecosistemas de aguas corrientes como los ríos,
quebradas y demás arroyos.
Ecosistemas lénticos: son ecosistemas de aguas lentas o quietas como
los lagos, lagunas, embalses y charcas entre las más comunes.
¿Cómo el agua de un lago se puede convertir en agua salada?
El fenómeno es el mismo que ocurre en el mar. Un cuerpo de agua,
como un lago, es alimentado por un arroyo que trae sales disueltas, si el
agua que entra es la misma cantidad que desagua, la concentración de
sales se conserva; pero si la tasa de evaporación es mayor que la que
entra, el lago tiende a secarse.
Ahora, si la tasa de evaporación es igual a la cantidad de agua que entra,
el lago acumula la sal que entra porque esta sal no se evapora y el lago
se vuelva salado. Como ejemplo de lagos salados tenemos el mar de
Aral y el mar Caspio, se les llama mares precisamente por ser salados.
Biología General
223
5.3. La energía en los ecosistemas
Después de ver los elementos de los ecosistemas, veamos la fuente de
energía que los alimenta, es en última instancia, el sol. La energía que
fluye a través de los ecosistemas viene de fuera de nuestro planeta: del
sol principalmente y de las estrellas.
Un pequeño porcentaje es absorbido por la vegetación para incorporarlo
a las cadenas tróficas, a los seres vivos: una de las vías y otro
porcentaje, también pequeño es aprovechado por el planeta para el ciclo
del agua, otra de las vías.
El calor que se produce en la atmósfera terrestre se debe al rozamiento
de la luz (dada su gran velocidad) con la atmósfera y con el suelo, este
rozamiento genera calor. Lo anterior permite, entonces, que se den los
cambios en la atmósfera como vientos, cambios de fase del agua y por
consiguiente las lluvias. Este fenómeno lo aprovecha el hombre para
usufructo de la energía.
Vías de la energía
Primero veamos qué es la energía. Sabemos que la materia se transforma
en energía y ésta en materia. La transformación de Hidrógeno en Helio
en las estrellas libera grandes cantidades de energía radiante y calor.
Dicha transformación es una forma de transmutación de la materia
debido a que se está alterando el núcleo del átomo, podemos decir,
entonces que en las estrellas es donde se cuecen los elementos por
evolución de sus núcleos. Esto es la transmutación de la materia. La
energía liberada llega a nuestro planeta en forma de energía radiante.
La energía en el universo es una. Existen solamente dos presentaciones
de la energía: potencial y cinética.
La primera presentación, en reposo, está almacenada, no se manifiesta,
sabemos que está ahí en potencia como la que se halla en los
combustibles, la energía atómica, la que está contenida en un cuerpo de
agua dada su altura sobre el nivel del mar.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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La segunda presentación es cuando está en movimiento, de ahí su
nombre, Cinética. La energía sólo se manifiesta cuando está en
movimiento, cuando está actuando, basta con activar la que está en
reposo para convertirla en cinética y actuar (una explosión por ejemplo).
La energía radiante, la calorífica, la energía mecánica, la candela y la
que trae el agua en movimiento son formas de energía cinética.
Flujo 1 de la energía:
Los rayos del sol caen sobre la superficie de los espejos de agua (el mar
principalmente), evaporan el agua, la que se eleva absorbiendo
cantidades de energía para su ascenso. Si la molécula de agua vuelve a
caer a la misma altura que tenía inicialmente, libera la misma cantidad
de energía que absorbió.
La energía que absorben las moléculas les permite elevarse y formar
nubes, éstas cuando se saturan caen en forma de lluvia. Si las moléculas
de agua quedan atrapadas en lugares altos como represas o lagos altos,
en ese cuerpo de agua está contenida la energía que no se liberó por
haberse detenido la caída, allí está la energía en forma de energía
potencial.
Dicha energía se liberará cuando continúe la caída, cuando se canalice
para hacer girar una rueda pelton que genere electricidad. Esta energía
eléctrica es utilizada por el hombre en sus actividades diarias. (véase
esquema).
La energía solar es absorbida por las plantas (productores o autótrofos),
es convertida en material orgánico (alimento) que luego hará parte del
ser vivo que come (consumidor o heterótrofo), este consumidor se le
denomina de primer orden, y si es comido por otro consumidor o mure
(desdoblado por los descomponedores), parte de la energía que
incorporó con el alimento se liberó, en reproducción, en el metabolismo
y demás actividades (ver esquema)
Si es comido por otro consumidor (de segundo orden), la energía pasa, e
través del alimento al segundo consumidor y así sucesivamente al
Biología General
225
tercero… la energía cada vez más disminuye porque gran parte de ella
pasa a la atmósfera en forma de calor producto del metabolismo, al final
del proceso vemos que toda la energía que fluye de un consumidor a
otro pasa a la atmósfera en forma de calor, sigue pues un flujo o
recorrido abierto, no es un ciclo porque no regresa al sol.
Esquema que muestra el flujo de la energía en los ecosistemas y el ciclo del agua
(elaborado: Libardo Ariel Blandón L.)
Obsérvese que la materia (alimento) es la que contiene la energía en su
interior en forma de energía química; las plantas toman del suelo los
nutrientes con el agua y en la hoja, al incorporarse el gas carbónico, éste
reacciona con el agua y en presencia de luz fabrican el alimento (con la
Libardo Ariel Blandón Londoño
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energía radiante transformada en energía química), el proceso se llama
fotosíntesis.
El alimento es comido por los consumidores (los que comen). El
material alimenticio que ingieren los animales se transforma en material
animal,
La materia, entonces, pasa a hacer parte del animal que come, si este
muere la materia va al suelo y se convierte en abono, pero si es comido
por otro consumidor, pasa a hacer parte del material vivo del siguiente y
así hasta pasar al medio y convertirse en compost para volver a hacer
parte de la planta.
La materia, pues, sigue un recorrido cíclico, entra a la planta en forma
de nutrientes y agua, hace parte del material vivo, pasa a los
consumidores, va al suelo, se descompone y vuelve a ser incorporado a
las plantas (ser vivo).
Concluyendo: la materia sigue un flujo o recorrido cíclico, en cambio la
energía sigue un recorrido o flujo abierto. (ver esquema)..
Ejercicio: 13
1. Qué es un ecosistema, cuáles son los factores que en él
intervienen.
2. Cómo se clasifican los ecosistemas, explique cada uno de ellos.
3. Explique cada uno de los tipos de ecosistemas.
4. Explique cómo un lago puede volverse salado.
5. En qué consisten los bentos, necton y plancton.
6. En qué consiste el fitoplancton y el zooplancton.
Biología General
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(elaborado: Libardo Ariel Blandón L.)
Libardo Ariel Blandón Londoño
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7. Por qué se dice que los ecosistemas terrestres son Zonas de vida
o Biomas.
8. Cuál es la diferencia entre ecosistemas lénticos y lóticos.
9. Qué es un estuario. Dé varios ejemplos que usted conozca.
10. Explique por qué el flujo de la energía es abierto y el de la
materia es cerrado.
11. Explique el esquema sobre el flujo de energía y el ciclo del
agua.
12. Qué diferencia hay entre cadena trófica y red trófica.
13. Cuando comemos ensalada a qué grado o nivel trófico
pertenecemos.
14. Cuando comemos carne de res a cuál nivel pertenecemos.
15. Cuál de los dos casos anteriores aporta más energía y por qué.
Biología General
229
6
APÉNDICE
FUNDAMENTOS DE
MICROSCOPÍA
Libardo Ariel Blandón Londoño
230
Biología General
231
6. FUNDAMENTOS DE
MICROSCOPÍA
La microscopía comprende un conjunto de técnicas y métodos
encaminados a visualizar los materiales, objeto de estudio, que por su
pequeñez están fuera del rango de resolución del ojo normal. Si bien el
microscopio es el elemento central de la microscopía, el uso del mismo
se requiere para producir las imágenes adecuadas no visibles a simple
vista. Algunas de ellas son técnicas de preparación y manejo de los
objetos de estudio, microtécnicas: que consisten en la preparación,
procesamiento, interpretación y registro de imágenes.
Para entender, en gran medida, los fenómenos biológicos hay que
recurrir al análisis de los sistemas micro y para ello es indispensable
tener muy claros cuatro elementos: el concepto de resolución, de
medidas micrométricas, poder de aumento del microscopio y conocer
muy bien el campo visual.
1.-Resolución de una imagen:
Indica cuánto detalle puede observarse en dicha imagen. El término es
comúnmente utilizado refiriéndose a imágenes de fotografía digital, pero
también se utiliza para describir el grado de nitidez de una imagen de
fotografía convencional. Tener mayor resolución se traduce en obtener
una imagen con más detalle o calidad visual, con mayor nitidez.
Para las imágenes digitales almacenadas como mapa de bits, se describe
la resolución de la imagen con dos números enteros, donde el primero es
la cantidad de columnas de píxeles (cuántos píxeles tiene la imagen a lo
ancho) y el segundo es la cantidad de filas de píxeles (cuántos píxeles
tiene la imagen a lo alto).
Es importante tener en cuenta que si la imagen aparece como granular se
le llama pixelada o simplemente pixelosa.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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También se puede describir el número total de píxeles en la imagen
(generalmente expresado como el múltiplo correspondiente a millón:
mega), multiplicando la cantidad de columnas de píxeles en una imagen
por la cantidad de filas.
Igual ocurre en el microscopio, una imagen que a simple vista se ve
nítida, al observarla ampliada se separan los puntos o pixeles que la
componen y aparece granulosa, significa que la resolución ha bajado, se
ve menos nítida. El color empieza a desaparecer, el efecto visual
cambia.
A continuación se presenta una ilustración sobre cómo se vería la misma
imagen en diferentes resoluciones. A en 4x y B en 10x
A B
Características:
1 Los píxeles son los puntos de color siendo la escala de grises una
gama de color monocromática.
2 Las imágenes se forman como una sucesión de píxeles. La sucesión
marca la coherencia de la información presentada, siendo su conjunto
una matriz coherente de información para el uso digital.
Biología General
233
2.-Medidas micrométricas
En la naturaleza, atendiendo al tamaño o extensión del medio, tenemos
que para nuestras condiciones normales las medidas son mesométricas,
o simplemente métricas, la unidad es el metro. Si miramos para el
espacio cósmico son de carácter macrométrico y las unidades son
astronómicas, la unidad es el año luz. Pero cuando miramos hacia lo
ínfimo, hacia lo pequeño las medidas son micrométricas y la unidad es
la micra. Centrémonos en las medidas del ámbito de lo pequeño cuya
unidad es la micra (µ), el micrón o simplemente el micrómetro (µm). Es
la milésima parte de un milímetro.
1 mm = 1000 µ micras
1 µ = 1000 mµ milimicras
1 mµ = 10 A° Angstroms
La micra (µ) es igual al micrón (µ) o micrómetro (µm) que es distinto de
mµ milimicra. El micrón es la millonésima parte del metro igual que la
micra, sólo que la micra se toma en función del milímetro y el micrón o
micrómetro en función del metro. Aunque la palabra micra es el plural
de micrón en latín.
Es más fácil utilizar estas medidas en función del milímetro porque es
más sencillo, se evita trabajar con guarismos. Más fácil cabe en la
cabeza de un estudiante el concepto de micra como la milésima parte de
un milímetro que visto como la millonésima parte del metro.
Todos los movimientos que se ejecutan en el microscopio son de
carácter micrométrico, a excepción de algunos macro que se dan en el
orden de los centímetros como el movimiento del carro y del tornillo
macrométrico al subir o bajar la platina.
3.- Poder de aumento del microscopio
Es la capacidad que tiene un microscopio de aumentar el tamaño de la
imagen de una muestra microscópica para poderla visualizar. La lente
ocular está estandarizada a 10 x en un microscopio compuesto, y si los
Libardo Ariel Blandón Londoño
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objetivos son 4x, 10x, 40x y 100x respectivamente, entonces el aumento
estará dado por el producto del ocular y el objetivo. La x es el número
de aumentos que presenta cada lente. Miremos el siguiente cuadro:
TABLA 1:
Aumento del ocular Aumento del objetivo Aumento total
10x 4x 40
10x 10x 100
10x 40x 400
10x 100x 1000
D. Campo visual.
Es el círculo iluminado donde se ve, aumentada, la imagen de la
muestra.
Para tener una idea del verdadero tamaño de la muestra hay qué conocer
primero el tamaño del campo visual, conocer su diámetro, su área. Así
se tendrá claro el tamaño de la muestra.
Para calcular el área es necesario conocer el diámetro.y según el
objetivo que se tenga, dicho diámetro, al igual que el área del campo
visual, varía. El campo visual es inversamente proporcional al objetivo,
si aumentamos el objetivo, el campo visual disminuye; pero si lo
disminuimos, el campo aumenta.
Cálculo de las medidas del campo visual:
Para hacer la medición a un microorganismo se utiliza normalmente un
aparato llamado micrómetro. Sin embargo, cuando se carece de él se
puede medir en forma aproximada, aprovechando la resolución del
mínimo objetivo, el diámetro del campo visual y utilizar dicho diámetro
Biología General
235
para adquirir posteriormente el diámetro de los demás objetivos y así
poder calcular el tamaño de cualquier organismo o estructura que se está
observando.
Hay un ejercicio sencillo que permite hacer los cálculos. Hallemos
primero el diámetro y luego el área¸ la información la podemos reunir
llenando la tabla número 2.
Se prepara un montaje de un pedacito de papel milimetrado. Se enfoca
con el menor objetivo que es el que tiene mejor resolución, empleando
el carro elegimos una línea horizontal del papel para que quede como
diámetro del campo visual. Luego se coloca una línea vertical como eje
Y que parta de cero (0) tal como se muestra en la siguiente figura:
Figura 1:
Medición del diámetro del campo visual utilizando papel
milimetrado A, 4x y B:10x
Libardo Ariel Blandón Londoño
236
Como puede verse, en la micrografía A se observa que el diámetro es 4
mm y algo, ese algo llamémoslo x. A simple vista vemos que x vale
aproximadamente 0.6 mm, así que el diámetro mide 4.6 mm.
Podemos hacer lo mismo con la fotomicrografía B, observemos que el
diámetro mide 1 mm y algo, ese algo es, a simple vista, 0.7 mm
aproximadamente nos da, entonces, un diámetro aproximado de 1.7 mm.
Anotemos esta información en la tabla 2.
Como puede verse el margen de error es mayor, por consiguiente menos
fiable, lo mismo ocurrirá con los demás aumentos. Para salvar este
impase podemos hacer uso de la siguiente relación, una fórmula de
proporciones.
a1 d1 FÓRMULA A
= Directamente proporcional
a2 d2
a1 d2 FÓRMULA B
= Inversamente proporcional
a2 d1
Si aumentamos el objetivo a otro de mayor aumento, vemos que el
diámetro disminuye, entonces podemos decir que son inversamente
proporcionales, por lo tanto escogemos la fórmula B. que dice:
El aumento 1 es al aumento 2, como el diámetro 2 es al diámetro 1
a1 = 4x a2 = 10x d1 = 4.6 mm d2 = ?
a1/a2 <= d2/d1 despejando d2:
d2 = a1 x d1/ a2
d2 = 4 x 4.6 mm/10 = 1.84 mm d2 = 1.84 mm
Biología General
237
Procedamos a llenar la siguiente tabla de resultados, en la cual debe
aparecer el diámetro y el área del campo visual del microscopio para
cada tipo de aumento u objetivo.
TABLA 2: DIÁMETROS Y ÁREAS DEL CAMPO VISUAL
Objetivo
Diámetro
(mm)
Diámetro
(µ)
Área
(mm)²
Área
(µ)² 4x 4.6 4 600 16.6190 16´ 619 000
10x 1.7 gráfico
1.84 fórmula
1 840
40x
100x
Para calcular el área del círculo procedemos así:
Área = π R². R = ½ del diámetro = 2.3 mm
Área= 3.1416 (2.3 mm)² = 16. 6190 mm²
Área = 16.6190 mm²
´Para hallar el área en micras:
16. 6190 mm ² x 1.000.000 µ² = 16´ 619 000 µ² 1 mm²
Cada cuadrito mide exactamente: 1 mm² Si contamos los cuadritos de la
fotomicrografía deben sumar, en total, 16.6190 mm²
Hagamos la prueba. Contemos los cuadritos enteros. La sumatoria de las
x deberá completar el área faltante.
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238
Realicemos los cálculos para llenar las casillas restantes. Para calcular el
diámetro en 40x, a1 puede ser cualquiera de los aumentos ya calculados,
téngase en cuenta que el margen de error mínimo es a1 y en la aplicación de
la fórmula se conserva este mínimo margen de error.
Interpretación de los datos de la tabla 2:
En la primera casilla:
Con un aumento de 4x el diámetro del campo visual es de 4.6 mm, es
decir, 4 600 µ, Tiene un área de 16. 62 mm² redondeando la cifra, que es
lo mismo que 16´ 620 000 µ² (multiplicando por 1 millón, pues 1 mm²
tiene 1 millón de µ²).
Para calcular el tamaño de una célula podemos colocarla como se hizo
con el papel milimetrado.
Si en 4x dicha célula cabe 4.3 veces aproximadamente en el diámetro
del campo visual, podemos deducir con seguridad, que cada célula mide
aproximadamente 1.07 mm de longitud, es decir, unas 1 070 µ.
Biología General
239
Como no todos los microscopios son iguales, hay qué calcularle las
medidas al campo visual en cada uno de los aumentos u objetivos y
conservar dichas medidas para cuando se necesiten, o simplemente
memorizarlas para tal efecto.
NOTA
Cuando se hace el reporte de una micrografía, no se reporta con el
número de aumentos totales si no que se reporta con el objetivo que se
utilizó, por ejemplo: Fotomicrografía de un eritrocito de murciélago
tomda en 40x.
Ejercicio 14
1.-En qué consiste el fenómeno de la resolución en un microscopio.
2.-Cómo es la proporcionalidad del aumento y el campo visual de un
microscopio.
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3.-Cómo es la proporcionalidad de la resolución y el campo visual en el
microscopio.
4.-Cúantas milimicras hay en 45 mm, en 50 µ y en 20.000 A°
5.-Cuántos paramecios caben en el área del campo visual de la
micrografía anterior.
6.-Una célula ocupa un área de 2 mm², dar la respuesta en micras. Si
cambiamos el objetivo 4x al de 10x, ¿varía el área que ocupa dicha
célua? Explique.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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