Biología General - files.biblioteca-in.webnode.clfiles.biblioteca-in.webnode.cl/200000008-f07bbf1752/Biologia-General.pdf · Biología General 3 Biología General Notas de biología

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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


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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

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Biología General

5

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.


6

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


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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


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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


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Biología General

13

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:


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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


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

17

1

FUNDAMENTOS DE LA

BIOLOGÍA


18

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


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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?


22

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

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.


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


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:


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


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.


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.


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.


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).


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

http://www.monografias.com/trabajos14/ciclos-quimicos/ciclos-quimicos.shtml#car

http://www.monografias.com/trabajos34/hidrogeno/hidrogeno.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/dinamica-grupos/dinamica-grupos.shtml


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


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)


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


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


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.


50

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.


52

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.


54

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.


56

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


58

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.


60

Biología General

61

2

UNIDAD FUNDAMENTAL

La célula


62

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


64

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,


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


68

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

69

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


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


72

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.


74

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


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.


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?


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.


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


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.


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.


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

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.


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


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.


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

http://isearch.babylon.com/?q=diferencia+entre+DNA+y+rna&s=images&as=0&babsrc=HP_ss

http://isearch.babylon.com/?q=diferencia+entre+DNA+y+rna&s=images&as=0&babsrc=HP_ss

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

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&aql=&oq=&gs_rfai




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.)


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


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


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


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


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


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


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.


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


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


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.


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.


120

Biología General

121

3

FUNDAMENTOS DE

EMBRIOLOGÍA


122

Biología General

123

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.


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.


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.


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.

http://www.astroscu.unam.mx/~angel/tsb/Embriologia_html_m32d9481f.gif

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

http://template.bio.warwick.ac.uk/staff/rold/images/gastrulastion.jpg


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.


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


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.


136

Biología General

137

4

LOS REINOS DE LOS

SERES VIVOS

http://www.bing.com/images/search?q=flujo+de+la+energia+en+ecosistem

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http://www.bing.com/images/search?q=flujo+de+la+energia+en+ecosistemas&go=&form=QBIR

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138

Biología General

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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


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:


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.


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.


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.


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.


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.


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


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.


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


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


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


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.


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.


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,


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.


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:


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.


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.


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.


178

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)


180

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


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#

http://www.bing.com/images/search?q=tubifex&form=QBIR


184

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.

http://isearch.babylon.com/?s=img&babsrc=HP_ss&q=peripatus

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:


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.

http://www.bing.com/images/search?q=pauropodos&go=&form=QBIR

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

http://images.google.com.co/imgres?imgurl=http://elchimichurri.files.wordpress.com/2008/11/grillo1.jpg&imgrefurl=http://elchimichurri.wordpress.com/cocina-exotica-mundial/grillos-cubiertos-de-chocolate/&usg=__pJABq4wdzearfVAC5QO6931bJ6I=&h=524&w=700&sz=49&hl=es&start=7&tbnid=lyk2gd2DXeYgzM:&tbnh=105&tbnw=140&prev=/images?q=grillos&gbv=2&hl=es

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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.


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


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

http://isearch.babylon.com/?q=anfioxo&s=images&as=0&babsrc=HP_ss

http://isearch.babylon.com/?q=anfioxo&s=images&as=0&babsrc=HP_ss


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

http://www.todomonografias.com/images/2007/03/a991.gif

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.


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.


196

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.


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


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

199

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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200

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

201

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,

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202

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.


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.


204

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.


206

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

www.damisela.com/zoo/ave/ratities/index.htm - 11

Clase Mamalia: (Mamíferos). Se caracterizan por tener el cuerpo

cubierto de pelo, presentan labios carnosos y las hembras tienen mamas

http://www.damisela.com/zoo/ave/ratities/index.htm%20-%2011


208

(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


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.


212

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


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.


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


216

Biología General

217

5.

FUNDAMENTOS DE

ECOLOGÍA


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.


220

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

http://www.google.com.co/images?hl=es&source=imghp&biw=1366&bih=667&q=relacion+latitud+altitud&gbv=2&aq=f&aqi=&aql=&oq=&gs_rfai=

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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


222

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.


224

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


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


226

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

227



228

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


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.


232

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


234

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


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.


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.


240

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.


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