FUNDAMENTO TEÓRICO – RETO AL SABER No. TRES “CIRCULACIÓN EN ORGANISMOS VIVOS” – SEGUNDO PERIODO
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“ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA”
R E T O A L S A B E R No. T R E S
C I R C U L A C I Ó N E N O R G A N I S M O S V I V O S
G R A D O S É P T I M O
Por medio de este fundamento teórico abordaremos un eje temático llamado “Circulación
en organismos vivos”, el cual estará dividido en tres grandes partes:
1. Circulación en microorganismos y hongos. 2. Circulación en plantas. 3. Circulación en animales. ➢ Complemento: Ciclo del Agua.
La última vez hablamos de una ciudad súper desarrollada, vuelve a imaginártela porque la
vamos a necesitar.
Imagina que esta ciudad tiene un sistema de transporte súper eficiente, cuya misión
es transportar recursos a todas sus partes. En esta ciudad se distribuyen de manera
equitativa los recursos a todos los que los necesitan. ¿Cómo te imaginaste esa ciudad?
¿Crees que es muy futurista?
Todos los organismos vivos están compuestos por células, haz de cuenta que cada
célula es una ciudad como esta.
El proceso mediante el cual se transportan y distribuyen a todas las células y partes
de un organismo vivo los nutrientes y el oxígeno es llamado circulación. Este proceso les
permite a las células obtener la energía que necesitan y eliminar las sustancias de desecho
que allí se producen.
Ahora… aquí te va una pregunta: Qué crees ¿En todos los organismos vivos la
circulación es igual?
En esta sección aprenderás cómo se realiza el proceso de circulación en los
animales, plantas y microorganismos. ¡Vamos a ello!
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“ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA”
CIRCULACIÓN EN MICROORGANISMOS Y HONGOS
¿Cómo circulan las sustancias en microorganismos y hongos?
CIRCULACIÓN EN LOS PROCARIOTAS
¿Cuál es el ser vivo más pequeño que has
visto? Tal vez sea una mosca, o una hormiga. Sin
embargo, debes saber que hay organismos más
pequeños que estos. ¿Cómo es posible? ¿Están vivos? Sí, y
muy vivos. Se llaman microorganismos y solo se
pueden ver con un microscopio. Se clasifican en
virus, bacterias y hongos, o bien, protistas,
procariotas y hongos. ¿Cómo llevan a cabo la
circulación?
Los procariotas son unicelulares y están
presentes en el Reino Mónera, y las conocemos
normalmente como bacterias. Su principal característica es que tienen su
ADN libre en el citoplasma, en una zona llamada
nucleoide.
La circulación en los procariotas se
realiza mediante difusión facilitada y
transporte activo. Para ilustrarlo considera
esta situación. Para transportar un gran número de
productos desde un camión y viceversa a
una bodega se usan dos métodos: el
primero es usando una máquina
transportadora y el segundo una cadena
humana.
¿En cuál de estos dos procesos crees que se gasta más energía? De seguro que en
la cadena humana. De la misma manera sucede en las bacterias, usan proteínas integrales de la
membrana; que actúan como transportadores de las sustancias a través de la membrana
celular. Recuerda que como la difusión facilitada es un tipo transporte pasivo, la célula o
bacteria no gasta energía. Y al llevar a cabo el transporte pasivo, sí gasta energía (ATP) para
transportar esas moléculas que necesita para vivir, como en la cadena humana.
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“ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA”
CIRCULACIÓN EN LOS PROTISTAS
1. MOVIMIENTO CITOPLASMATICO
Un ejemplo de estas proteínas integrales son las proteínas de canal, las cuales
forman estructuras en forma de poros que atraviesan la membrana celular y permiten el paso
de moléculas como la glucosa y los aminoácidos. Otros ejemplos son las proteínas transportadoras que cambian su forma y
la adecuan a la que tiene la molécula que ingresa.
Los protistas son eucariotas, lo que
significa que sus células tienen un núcleo y
otros orgánulos unidos a la membrana siendo
la mayoría de ellos unicelulares. Los protistas no pertenecen a ningún
otro reino. Por lo tanto, los protistas pueden
parecer muy diferentes entre sí. Los científicos creen que están entre lo
vivo y lo no vivo ¿qué crees tú? ¿Cómo llevan a cabo la circulación
estos seres?
En los protistas los nutrientes ingresan a la célula a través de la membrana celular, por
medio de mecanismos de transporte pasivo y activo ya descritos. Cuando las sustancias ya están dentro, son transportados al lugar donde se necesitan,
gracias a tres tipos de movimiento: movimiento citoplasmático, motores moleculares y
vesícula de transporte.
Son corrientes o movimientos originados
en el citoplasma por acción de entrada y salida
de sustancias como el agua. La consistencia
líquida del citoplasma facilita este tipo de
movimientos. El paramecio, por ejemplo, transporta su
alimento en las vacuolas que son impulsadas por
movimientos citoplasmático alrededor del cuerpo
para distribuir sus nutrientes. Luego, la parte que no se asimiló sale al
exterior por un orificio de salida, denominado
citoprocto.
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“ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA”
2. MOTORES CELULARES
3. VESÍCULA DE TRANSPORTE
CIRCULACIÓN EN LOS HONGOS
Aquí va otra pregunta para ti: ¿Cómo es
posible que cuando la sustancia está dentro de la
célula no se desvíe y vaya a parar a otro lado? Esto es gracias a una parte esencial de la
célula llamada citoesqueleto ¿Cómo así? ¿Las
células tienen esqueleto?
Bueno, en realidad el citoesqueleto es
un sistema compuesto por proteínas que se
halla en las células y que posibilita el
desplazamiento celular.
Son microscópicas esferas que se forman a partir de un compartimiento membranoso y
se mueven por las vías del citoesqueleto. Al llegar al lugar indicado, se fusionan con la
membrana del compartimiento correspondiente y allí entregan sustancias que han transportado.
Los hongos son organismos heterótrofos y,
debido a que no pueden fagocitar (adquirir partículas
del medio y digerirlas) su alimento porque la pared de
sus células es rígida, se alimentan gracias a un
proceso denominado digestión extracelular.
En este proceso, las células secretan una
serie de enzimas sobre el alimento para fragmentarlo
y convertirlo en sustancias más simples que puedan
ser fácilmente absorbidas, mediante mecanismos de
difusión.
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CIRCULACIÓN EN PLANTAS
¿Cómo circulan los nutrientes en las plantas?
Los hongos multicelulares, como los champiñones poseen estructuras denominadas
hifas, cuyas paredes celulares tienen unos poros que permiten que el protoplasma fluya entre
ellas por difusión.
En los hongos unicelulares se realiza el transporte de sustancias hacia el interior de la
célula utilizando los mecanismos de los protistas; una vez las sustancias se encuentran en el
citoplasma, circulan en la célula gracias a corrientes citoplasmáticas y motores moleculares.
¿En las plantas también hay circulación? Sí, recuerda que este proceso está presente
en todos los organismos vivos. En el caso de las plantas, la circulación se realiza en varias etapas. En esta sección
recordarás lo que significan cuatro conceptos importantes: savia bruta, savia elaborada,
xilema y floema.
Lo primero que ocurre en las plantas se
llama absorción y empieza por las raíces. A través de ella ingresan una mezcla de
sales minerales y agua gracias a los pelos
radicales, también llamados pelos
absorbentes.
Esta mezcla se llama savia bruta y es
transportada hasta las hojas por unos vasos
conductores gracias a la capilaridad. La capilaridad de los líquidos es un
fenómeno físico que permite a un líquido
ascender por vasos muy finos hasta una cierta
altura. Como si fuera un ascensor de líquidos.
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“ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA”
Estos vasos conductores
forman el xilema, el cual está formado
por un tejido leñoso, con células
especializadas que forman vasos
conductores, unidos entre sí. Estas células son muy largas y
reciben el nombre de traqueadas, las
cuales se unen con otras células por los
extremos para formar vasos de xilema de
hasta tres metros de largo. Por ellos circula el agua y las
sustancias disueltas absorbidas en la
raíz, estos vasos leñosos son tubos de
celulosa por los que circula la savia
bruta.
Cuando la savia bruta llega a las hojas, entra a los cloroplastos de las células y éstos
utilizan el CO2 del aire (que entra a través de los estomas) y la energía lumínica (que proviene
del sol) para transformarla, a través del proceso de fotosíntesis, en savia elaborada (glucosa).
Esta savia elaborada (glucosa) se
distribuirá por el resto de la planta a través del
floema.
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“ENRÚMBATE CON LA BIOLOGÍA”
CIRCULACIÓN EN ANIMALES
¿Cómo circulan los nutrientes en los animales?
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El floema está formado por células vivas unidas entre sí por orificios. Estos tejidos están
ubicados de distinta manera en los diversos órganos de la planta. Los vasos cribosos (floema) distribuyen las sustancias elaboradas en las hojas a todas las
partes de la planta, es decir, conducen la savia elaborada desde las hojas hasta todas las partes
de la planta para su nutrición.
¡EXTRA!
Sabías que para que las raíces de la planta puedan tomar la savia bruta del suelo se usan
procesos de difusión y transporte activo. ¡Sí! Y se intercalan. Primero, como los pelos están tocando el suelo, usan transporte activo para concentrar
los minerales en sus células. Luego existe algo llamado plasmodesmos, presentes en las células vivas más cercanas
y estos llevan los minerales desde las células epidérmicas hasta a otras partes de la planta. Luego vuelve a ocurrir el transporte activo, que permite que las células porten activamente
los minerales desde su propio citoplasma hasta el espacio extracelular. Y, por último, mediante la difusión los minerales llegan al xilema diluyéndose a través de
las paredes ¡atraviesan paredes!
Los nutrientes incorporados por el animal se distribuyen a todas las células del cuerpo.
En este proceso influye el aparato circulatorio el cual lleva a cabo la circulación de nutrientes
mediante un sistema de transporte formado por un líquido interno circulante.
Los animales son seres heterótrofos, lo que quiere decir que necesitan alimentarse de
materia orgánica ya elaborada producida por los seres autótrofos y "hacerlas suyas", es decir
incorporarlas a su organismo.
En los animales, el proceso de circulación
también se realiza en varios pasos: Primero el aparato digestivo transforma la
materia orgánica en moléculas asimilables por las
células del organismo.
Luego, para la utilización de los nutrientes
por las células para obtener energía, se necesita
oxígeno procedente del exterior que debe
incorporarse a través del aparato respiratorio.
Este también retira los productos de desecho que se expulsarán al exterior, que
deben ser eliminadas por un aparato excretor.
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El Sistema Circulatorio
El sistema circulatorio en animales más sencillos
Ese líquido circulante, que es la sangre, debe moverse y para ello los animales han
desarrollado un conjunto de estructuras que forman el denominado aparato circulatorio. Su
función principal es la de transportar nutrientes, hormonas, células y gases necesarios a las
diferentes partes del cuerpo a la vez que recoge desechos metabólicos.
El sistema circulatorio recorre todo el
cuerpo del animal, y conecta todos los aparatos y
órganos de este. Observa la imagen, y fíjate que, de
manera general, el sistema circulatorio está
presente en todo el cuerpo. ¿Lo sabías?
Ahora bien, en el sistema circulatorio animal, como en todo lo que te puedas imaginar,
hay excepciones. Una de ellas es que los animales grandes necesitan un sistema circulatorio con un
líquido circulante (transportador), vasos conductores (para llevar el líquido) y un sistema de
bombeo (para acelerar el proceso).
Otra excepción es que a los animales más lentos, pequeños y simples (poríferos,
cnidarios y platelmintos) les basta su movimiento para mezclar los líquidos internos. Es por
eso que en ellos no encontramos ningún tipo de sistema circulatorio.
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Las circulaciones abiertas y cerradas
En el caso de los sistemas abiertos, el líquido bombeado por el corazón circula por vasos
abiertos en un extremo que desembocan en los espacios del cuerpo, bañando así las células.
Encontramos este modelo en moluscos y
artrópodos. En este grupo la hemolinfa bombeada
por el corazón es vertida en los espacios que hay
entre los tejidos del cuerpo. Después vuelve al
corazón a través de unos orificios que éste posee,
el mecanismo de entrada es como el de una bomba
de succión.
En el caso de los sistemas cerrados, el fluido circula por el interior de un circuito cerrado.
Lo encontramos en el grupo de los vertebrados.
Consta de un corazón tabicado
que actúa como una bomba que impulsa
la sangre por los vasos. Estos vasos
forman un circuito cerrado y pueden ser
de tres tipos: arterias, capilares y venas.
La sangre sale impulsada por el
corazón a través de arterias que se van
ramificando en otras de menor tamaño
hasta que terminan en los capilares. Estos
se reúnen formando las venas que llevan
de nuevo la sangre al corazón.
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Animales con circulación cerrada
Sistema Circulatorio en los Vertebrados
Este sistema es propio de anélidos, cefalópodos y vertebrados los llamados
vertebrados superiores, como, por ejemplo, los calamares y pulpos
Circulación cerrada doble
Es la propia de los
animales vertebrados que funcionan
mediante pulmones. En los pulmones se produce
un intercambio gaseoso, la sangre canjea
el oxígeno por el dióxido de carbono. Los
animales, principalmente, que disponen de este
sistema son los anfibios, reptiles, aves y
mamíferos.
Circulación cerrada simple
La circulación simple es propia de los peces. En su caso el corazón tiene una forma
curvada y está formado por una aurícula y un ventrículo, también tiene un seno
venoso o cámara accesoria.
✓ PORÍFEROS: Las esponjas realizan directamente el intercambio de nutrientes,
oxígeno y desechos con el medio acuático en el que viven. Las células intercambian
sustancias entre sí o con el medio mediante difusión. ✓ CNIDARIOS: Pólipos y medusas intercambian sustancias con su medio acuático
mediante difusión, bien directamente, a través de sus paredes, o desde la cavidad
gastrovascular. ✓ PLATELMINTOS: La gran ramificación de la cavidad gastrovascular permite la
difusión entre las células y dicha cavidad.
Anélidos
Tienen un sistema circulatorio
cerrado. Hay un gran vaso dorsal y otro
ventral, comunicados por vasos
transversales. Todos se contraen
rítmicamente
Moluscos
Salvo en cefalópodos, el sistema es
abierto. El corazón, con 2 o 3 cavidades,
impulsa la hemolinfa por arterias hasta
espacios abiertos o senos. De aquí es
recogida por venas, oxigenada en las
branquias y devuelta al corazón.
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Artrópodos
Tienen un sistema abierto, pero más
eficaz que el de moluscos. El corazón,
encerrado en una cavidad pericárdica, es
tubular y presenta perforaciones llamadas
ostiolos. La hemolinfa sale del corazón por
arterias que vierten en lagunas y senos
abiertos que bañan los tejidos. Luego es absorbida por la cavidad
pericárdica y entra de nuevo al corazón por
los ostiolos.
Equinodermos
Sistema circulatorio abierto y muy
reducido. Tienen un sistema hemal con un
corazón. Sin embargo, la mayoría de la
circulación la realiza el sistema ambulacral o
vascular hídrico, que parte del hemal.
En crustáceos, la hemolinfa pasa por las branquias para oxigenarse antes de llegar al corazón. En insectos la hemolinfa sólo transporta nutrientes y desechos, pero no oxígeno, que se distribuye
por tráqueas.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
EL CICLO DEL AGUA
Para finalizar el fundamento teórico de este Reto al Saber,
vamos a hablar un poco a cerca del primero de los ciclos
biogeoquímicos, el ciclo del agua, también conocido como el ciclo
hidrológico.
Comenzaremos aclarando algunos conceptos importantes
que te ayudarán en el estudio de este tema. Es probable que ya
estés familiarizado con este ciclo ya que día a día, somos testigos
de su presencia en la naturaleza: La lluvia, el vapor de agua que
se genera en las cocinas cuando estamos preparando los
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alimentos o el hielo que sacamos de nuestros congeladores son un claro ejemplo de la
presencia del agua en nuestras vidas.
Lo cierto es que cada una de esas presentaciones del agua tienen un nombre: Los
estados de la materia. Estos estados son fundamentalmente tres: Líquido (Agua), Sólido
(Hielo) y Gaseoso (Vapor de Agua).
El ciclo del agua se define como el proceso por el cual las masas de agua cambian
de estado y posición en el planeta.
Tengamos claro algo: Un ciclo es una serie de fases por las que pasa un fenómeno
(en este caso el agua) y que se suceden en el mismo orden hasta llegar a una fase o estado
a partir del cual vuelven a repetirse en el mismo orden. En otras palabras, un ciclo, se puede
asociar con un círculo, ya que es cerrado y repetitivo sin tener un fin o un comienzo
demarcado.
De esta forma, y teniendo en cuenta dichas definiciones, vamos a observar un
gráfico que nos permitirá observar las relaciones entre los estados en que se presenta el
agua en la naturaleza.
Como lo dijimos anteriormente, un ciclo se compone de fases, en el caso del ciclo del agua
hablaremos de cinco fases: Evaporación, transpiración, condensación, precipitación e
infiltración.
Te invito a que veamos en profundidad cada una de ellas:
Evaporación. Esta etapa del ciclo del agua consiste en la conversión del agua líquida a
vapor, de esta forma, el agua alcanza la atmósfera. El agua se evapora de los océanos, de
las aguas continentales y de las plantas (transpiración). Solo en los océanos hay
aproximadamente siete veces más evaporación que desde la superficie terrestre.
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Transpiración. Es otra vía por la
cual el agua pasa a la atmósfera,
a diferencia de la evaporación, la
transpiración es realizada por las
plantas y es el proceso por el que
las plantas emiten agua por medio
de sus estomas pequeños orificios
en el anverso de las hojas que
están conectados por el tejido
vascular. Ocurre principalmente
durante la fotosíntesis, cuando las
estomas de las hojas están
abiertas para la transferencia de
dióxido de carbono y oxigeno
Condensación. Una vez en la
atmósfera, por los bajos niveles
de temperatura, el agua se
condensa, es decir, se vuelve
líquida nuevamente, esas gotas
van formando nubes, cuando una
nube está lo suficientemente
saturada, precipita
Precipitación. Se refiere a cuando el
agua, por gravedad, cae de nuevo
hacia la superficie terrestre, ya sea en
forma líquida (lluvia) o sólida
(granizo).
Infiltración. Es cuando el agua logra
atravesar el suelo y ocupar algunos de los
espacios vacíos que existen en el mismo.
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VIDEOS RECOMENDADOS
✓ “La circulación en los seres vivos”: https://youtu.be/vJ9kl7nPZgI
✓ “¿Qué es la fotosíntesis?”: https://youtu.be/uKUa3QOGfdc
✓ “Tipos de circulación animales”: https://youtu.be/LnoekZnfGVU
✓ “Canción del ciclo del agua”: https://youtu.be/rwMx5pBP6UA
LECTURAS COMPLEMENTARIAS
¿Qué estructuras han desarrollado los seres vivos para
transportar materiales a través de todo el cuerpo?
https://contenidosparaaprender.colombiaaprende.edu.co/G_7/S/S
M/SM_S_G07_U01_L04.pdf
Circulación en plantas
http://ayudasjomagoes.weebly.com/la-circulacioacuten-en-
plantas.html
Circulación en animales
https://www.webcolegios.com/file/b36c4d.pdf
Aclaraciones:
1. Las actividades que se proponen en algunos de los textos
complementarios NO se deben hacer dado que estas no corresponden
a actividades asignadas para la asignatura.
2. NO es obligatorio hacer la lectura de estos textos, cada estudiante
decide si quiere hacerlo o no, sin embargo, son recomendables para
una mejor compresión de la temática.
RECURSOS DIGITALES
➢ Simulador ciclo del agua:
http://platea.pntic.mec.es/~iali/CN/elciclo.htm#
➢ Ilustración general del ciclo del agua:
https://www0.asturias.es/medioambiente/articulos/imagenes/El%
20ciclo%20hidrol%C3%B3gico%20del%20agua.jpg