UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERIA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 210101– BIOLOGIA 20101 - BIOLOGÍA CARMEN EUGENIA PIÑA LÓPEZ Directora Nacional FEDRA LORENA ORTIZ Acreditadora BOGOTA Agosto de 2011 __________________ 1 MSc. Ciencias Biológicas; MSc. Docencia Universitaria; Especialista en Nutrición Animal Sostenible; Especialista en Informática y Multimedia. 2 Aspectos de Propiedad Intelectual y Versionamiento El presente módulo fue diseñado en el año 2005 por Carmen Eugenia Piña López, MSc. Ciencias Biológicas; MSc. Docencia Universitaria; Especialista en Nutrición Animal Sostenible; Especialista en Informática y Multimedia. Docente de la UNAD desde 1986 El presente módulo ha tenido tres actualizaciones durante los cuales se han realizado mejoramientos académico-pedagógicos en los siguientes aspectos: 1. Mejoramiento en áreas temáticas Incorporación de contenidos de biotecnología, profundización en área de ecología y ampliación de vínculos hipertextuales para actualización disciplinar según el estado del arte y experiencias didácticas con objetos virtuales. 2. Mejoramiento didáctico Adecuación de unidades para manejo mediante el sistema de créditos con el tiempo regulado para 3 créditos académicos. Realización de curso hipermedia tanto para el contenido teórico como para el desarrollo de laboratorios con estrategias de aprendizaje por fases de reconocimiento, profundización y transferencia. El material explicita la estrategia pedagógica mediante un protocolo académico y una guía de actividades en concordancia con los parámetros institucionales y el Proyecto Académico Pedagógico. Incorporación de Objetos Vitrtuales de Aprendizaje OVAs, realizados por la autora y por los tutores de la red de Biología 3. Mejoramiento académico-pedagógico La organización sistemática de actividades de aprendizaje, por fases de reconocimiento, profundización y transferencia, está orientada a propiciar la investigación formativa y la resolución de problemas del entorno del estudiante, aspecto que propicia la articulación con proyectos interdisciplinarios, para generar campos de desarrollo académico en las regiones, como estrategia para fortalecer la comunidad académica. 3 4. Avance cognitivo-pedagógico mediante el aprovechamiento de las TIC Los estudiantes encuentran en el manejo hipertextual del curso virtual de biología, oportunidades para establecer una relación personalizada con el conocimiento, de acuerdo con su propio tipo cognitivo, su ritmo de autoaprendizaje, el desarrollo de competencias de autocontrol y autorregulación del estudio, el aprovechamiento de objetos virtuales de aprendizaje que aportan una riqueza explicativa difícil de conseguir en tutorías presenciales, opciones selectas de navegación por fuentes de consulta que renuevan permanentemente el estado del arte en las temáticas del curso, y la orientación para un futuro desempeño profesional sobre los vínculos posibles y más pertinentes con la comunidad académica nacional e internacional en la disciplina. 4 CONTENIDO Introducción Justificación Contexto Esquema Organización Epistemológica Avances Internacionales Unidad 1. Los Seres vivos Introducción Capítulo 1. Origen y características de los seres vivos Lección 1. El comienzo de la vida Lección 2. Experimento de Miller Lección 3. Evolución celular Lección 4. Estructura y función de los seres vivos Lección 5. Descripción características Capítulo 2. Niveles de organización de la vida Lección 6. La célula – Historia, Teoría celular, Microscopía Lección 7. Estructura y función de células procariotas Lección 8.Estructura y función de células eucariotas Lección 9. Procesos Celulares Lección 10.División celular-Mitosis y Meiosis Capítulo 3. Organismos Pluricelulares y Unicelulares Lección 11. Tejidos animales Lección 12. Tejidos vegetales Lección 13. Estructura y Funciones Animales Lección 14. Estructura y Funciones Vegetales Lección 15. Los Microorganismos Unidad 2. Diversidad de la vida Capítulo 4. Sistemática Lección 16. Introducción Lección 17. Taxonomía y sistemas de clasificación Lección 18. Categorías supraespecíficas y claves Lección 19. Concepto de especie Lección 20. Nomenclatura Capítulo 5. La información genética Página 10 11 12 13 13 17 21 23 25 31 33 38 42 57 74 79 90 95 98 133 148 181 182 183 186 188 5 Lección 21. Información Genética Cromosomas , genotipo, fenotipo Lección 22. Genes y alelos Lección 23. Leyes de Mendel Lección 24. Aplicación de las leyes de Mendel Lección 25.Síntesis de proteínas Capítulo 6. Biotecnología Lección 26.Conocimientos básicos Lección 27.Los pasos de la Ingeniería Genética Lección 28. Herramientas básicas de la ingeniería genética Lección 29. Transferencia de genes Lección 30.Desafíos tecnológicos Unidad 3. Interacciones de la vida Capítulo 7. Ecología Lección 31. Conceptos Básicos Lección 32. Los ecosistemas como unidad de estudio 205 206 210 212 217 225 227 229 234 237 239 241 Lección 33. Tipos de ecosistemas 246 Lección 34. Relaciones alimentarias, redes Tróficas 247 Lección 35. Ciclos de la materia y flujo de energía 247 Capítulo 8. Productividad Ecológica Lección 36. Productividad de los ecosostemas. Interacciones entre los factores bióticos y abióticos 249 Lección 37.Relaciones entre individuos 252 Lección 38. Aplicaciones para la conservación de la biodiversidad 257 Lección 39. Pensamiento sistémico y desarrollo sustentable Lección 40. Pensamiento agroecológico Capítulo 9. Evolució 41. Conceptos Básico 42. Teoría Lamarkiana de la evolución 43. Teoría Darwinista de la Evolución 44. Teoría Neodarwinista de la evolución 45. Evolución del hombre 259 262 288 288 288 290 291 6 INDICE DE FIGURA S Figura 1 Esquema epistemológico para curso virtual de biología Figura 2 Claves de la Unidad 1 Los Seres Vivos Figura 3 Origen de la vida Figura 4 Experimento de Miller Figura 5 Evolución Celular Figura 6 Etapas evolutivas de la célula procariota primitiva Figura 7 Proceso evolutivo planteado por la teoría endosimbiótica Figura 8 Reproducción Figura 9 Adaptaciones Figura 10 El Microscopio y sus partes Figura 11 Objetivos Figura 12 Ocular Figura 13 Platina Figura 14 Condensador y Diafragma Figura 15 Tornillos Macrométrico y Micrométrico Figura 16 Poder de Aumento Figura 17 Poder de Penetración Figura 18 Poder de Resolución Figura 19 Objetivo donde se visualiza el aumento y la apertura numérica Figura 20 Distancia Focal Figura 21 Distancia Focal Figura 22 Formación de la imagen invertida Figura 23 Refracción de la Luz Figura 24 Corrección de la refracción de la Luz Figura 25 Campo de visión Figura 26 montaje de papel milimetrado Figura 27 Papel milimetrado con aumento de 4X Figura 28 Comparición Célula Procarita y Célula Eucariota Figura 29 Esquema de una célula Procariota Figura 30 Célula Eucariota Animal Figura 31 Célula Eucariota Vegetal Figura 32 Membrana Plasmática Figura 33 Eritocitos Figura 34 El Núcleo Figura 35 El Cromosoma Figura 36 El Retículo Endoplasmático Figura 37 El Ribososma Figura 38 La Mitocondria Figura 39 Aparato de Golgi Figura 40 Centriolos Figura 41 Cloroplasto 13 20 21 24 24 26 26 28-30 35 40 41 41 42 42 43 44 45 45 46 46 47 48 48-49 49 50 50 51 54 55 56 58 59 63 64 65 66 67 68 69 71 71 7 Figura 42 Ilustraciones comparativas de interfase Figura 43 Ilustraciones comparativas de profase Figura 44 Ilustraciones comparativas de metafase Figura 45 Ilustraciones comparativas de anafase Figura 46 Ilustraciones comparativas de telofase Figura 47 Célula animal en Interfase en meiosis I Figura 48 Profase I a Figura 49 Profase I b Figura 50 Esquema con representación de cromosomas con alelos para un carácter Figura 51 Esquema con representación de entrecruzamiento de cromosomas no hermanos Figura 52 Esquema con representación de cromosomas no hermanos en sinapsis Figura 53 Profase I c Formación de tétradas en la profase l Figura 54 Metafase I Figura 55 Anafase I Figura 56 Telofase I Figura 57 Citoscinesis Figura 58 Profase II Figura 59 Metafase II Figura 60 Anafase II Figura 61 Telofase II Figura 62 Citocinesis II Figura 63 Tejido Epitelial de Revestimiento Figura 64 Tejido Epitelial Glandular Figura 65 Tejido Conjuntivo Figura 66 Tejido cartilaginoso Figura 67 Tejido Nervioso Figura 68 Tejido Muscular Liso Figura 69 Tejido Muscular Estriado Figura 70 Tejido muscular Cardiaco Figura 71 Tejido meristemático en mitosis de cebolla Figura 72 Tejido epidermal de bulbo de cebolla Figura 73 Tejido epidermal con estomas Figura 74 Tejido epidermal y parenquimático en hoja de Elodea Figura 75 Tejido parenquimático en corte de papa Figura 76 Xilema Figura 77 Colénquima Figura 78 Representación de la boca Figura 79 Representación del sistema digestivo 80 81 82 83 83 84 85 85 86 86 87 87 87 88 88 87 88 88 89 89 89 90 91 92 92 93 94 94 94 95 96 96 97 97 98 98 100 100 . 8 Figura 80 Representación de los esfínteres cardias y piloro Figura 81 Representación del sistema circulatorio Figura 82 Representación del corazón Figura 83 Representación de los principales vasos del corazón Figura 84 Representación del funcionamiento del corazón Figura 85 Aparato Respiratorio Figura 86 Representación del alvéolo pulmonar rodeado de capilares Figura 87 Representación del intercambio de gases en el alvéolo pulmonar Figura 88 Representación del sistema renal Figura 89 La Nefrona Figura 90 Aparato Reproductor masculino Figura 91 Aparato reproductor femenino Figura 92 Sistema Nervioso Central Figura 93 Encéfalo Figura 94 La Neurona Figura 95 Generalidades del sitema sensoriales Figura 96 Organo de la visión Figura 97 Órganos anexos de la visión Figura 98 Organo de la audición Figura 99 Glándulas endocrinas Figura 100 Partes de la raíz Figura 101 Maduración de la raíz Figura 102 Raices adventicias Figura 103 Raiz napiforme Figura 104 Estructura del tallo Figura 105 Estructura de la hoja Figura 106 Hojas según su forma Figura 107 La flor Figura 108 Microfotografía de Adenovirus Figura 109 Representación esquemática de un virus bacteriófago Figura 110 Representación esquemática de bacteriófago infectando una bacteria Figura 111 Esquema explicativo poder infectivo de los Priones Figura 112 Representación esquemática de una bacteria Figura 113 Representación reproducción de una bacteria Figura 114 Caracteristica del paramecio Figura 115 Entamoeba histolítica Figura 116 Paramecium Figura 117 Tripanosomas en sangre Figura 118 Plasmodio falciparum Figura 119 Alga Closterium 100 102 104 105 108 112 113 114 114 115 116 118 120 120 122 124 126 127 128 133 135 136 136 137 139 139 140 142 148 149 149 155 163 167 173 173 174 174 174 175 . 9 Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura Figura 120 Alga Spirogyra 121 hongo del tomate 122 Sistemas de clasificación por Robert Whittaker 123 Sisitema de clasificación de los seres vivos De Carl Woese 124 Categorías supraespecíficas 125 Determinación de grupo monofilético por ancestro común 126 Cladograma mostrando relaciones evolutivas 127 Divergencia de antecesor común 128 Estructura del ADN 129 replicación del ADN 130 Estrutura del gen 131 Primera ley de Mendel 132 Segunda ley de Mendel 133 Retrocruzamiento 134 Tercera Ley Mendel 135 Segunda generación filial 136 Segunda generación filial 137 Síntesis de proteína 138 Síntesis de proteína Etapa 2 y 3 139 Síntesis de proteína Etapa Terminación 150 Esquema de los ribosomas en la sístesis de proteína 151 Flujograma Ecologia 152 Flujograma Ecosistema 153 Ejemplo de cadena trófica 154 Red alimenticia 155 Pirámide de energía de una cadena trófica acuática 156 Ciclo energético del ecosistema 157 Niveles de organización en la naturaleza 175 176 182 184 187 193 195 196 205 206 208 215 216 217 218 219 220 222 223 223 224 241 242 248 250 251 252 262 . ¡Bienvenidos! Carmen Eugenia Piña López (Autora) . Este conocimiento se aborda como un insumo de transferible a futuras situaciones de desempeño profesional y de comportamiento bioético. tales como foro. totalmente necesarios para aprehender los conocimientos estructurales de la disciplina. seleccionando y organizando de manera pedagógica unos contenidos básicos fundamentales. El componente práctico se desarrollará mediante laboratorios previamente apoyados en vídeos didácticos introductorios y se complementará con observaciones de campo. chat. El objetivo es trabajar en red colaborativa de tutores y estudiosos para enriquecer este banco de definiciones y de respuestas a preguntas frecuentes. correo electrónico y otros. identificando. espacio que además de definiciones importantes. En otros aspectos. como un bagaje de trabajo inter y transdisciplinar (orientado con procesos de investigación formativa) totalmente necesario para seres que deben actuar con inteligencia en su medio ambiente. que motive una navegación entusiasta en el proceso de construcción autónoma de los conceptos disciplinares y un proceso de interacción con las herramientas de comunicación del curso. El curso está orientado a la autogestión estudiantil de los conocimientos teóricos necesarios para la comprensión de la estructura y funcionamiento de los organismos vivos en su biodiversidad como resultado evolutivo. de los cuales se deriva el resto de conocimientos del área biológica y sus aplicaciones. agrupa respuestas a preguntas enviadas por los estudiosos en busca de una mayor aclaración. se puede decir que la apropiación teórica del conocimiento en biología. se guiará por el cuerpo disciplinar que maneja la comunidad académica internacional (ver estado del arte).10 INTRODUCCIÓN Biología busca unir la calidad académica de los contenidos disciplinares con posibilidades de interacción del estudiante con las fuentes hipertextuales e hipermediales organizadas para un uso amigable y de óptimo refuerzo didáctico. o sea en su base material y cultural de supervivencia como especie. Para efectos de precisión de conceptos el estudioso puede apoyarse en el glosario. transformaciones. El curso es de tipo metodológico ya que la apropiación dinámica del conocimiento en biología. profundización (manejo de conceptos y teorías) y transferencia (aplicación del conocimiento a la solución de problemas reales) planificadas en la guía de actividades. sin comprender las leyes biológicas. de los cuales se deriva el resto de conocimientos del área biológica y sus aplicaciones. modificaciones o desplazamiento de los conocimientos previos a través del desarrollo de actividades situaciones y actuaciones de aprendizaje que involucran las fases de reconocimiento. como es el caso de profesionales relacionados con los programas que oferta la UNAD en: Ingeniería de Alimentos. seleccionando y organizando de manera pedagógica unos contenidos básicos fundamentales. para plantear hipótesis lógicas y científicamente probables. La estrategia pedagógica del curso hará énfasis en el desarrollo de competencias básicas. El componente práctico se desarrollará mediante laboratorios previamente apoyados en vídeos didácticos introductorios y se complementará con observaciones de campo En el estudio de la biología hay ciertos procesos como la meiosis. no podrá desarrollar innovaciones y mejoramientos en su campo profesional si no comprende los principios básicos del funcionamiento de la vida al interior de los organismos.11 Justificación Todo profesional del campo de las ciencias naturales y con disciplinas que requieren la competencia de pensamiento sistémico o complejo. El presente curso aporta soluciones didácticas mediante presentaciones hipermedia. que normalmente presentan cierta dificultad para su comprensión por parte del estudiante. la síntesis y transferencia de componentes a nivel genético. Psicología o Regencia en Farmacia. etc. y transversales. se guiará por el cuerpo disciplinar que maneja la comunidad académica internacional. en operaciones metacognitivas. agricultura entre otros. en las actualizaciones. Igualmente. sería imposible desarrollar procesos de investigación en las anteriores áreas. salud. totalmente necesarios para aprehender los conocimientos estructurales de la disciplina. identificando. el proceso de replicación del ADN. y en el desarrollo de sus relaciones con el medio ambiente y con otros seres vivos macro o microscópicos. Ciencias Agrarias. el funcionamiento de sistemas orgánicos. además del desarrollo de ciertas . producción animal. que facilitan la comprensión y la resignificación de esta clase de procesos para una integración cognitiva de mayor calidad.. complejas. Muchos de los problemas a los que da solución la Biología tienen una innegable repercusión en el mejoramiento de las condiciones de vida: producción de alimentos. (conocimientos y experiencias previas). genética vegetal. El desarrollo de las actividades serán evaluadas en forma cualitativa (autoevaluación y coevaluación) y en forma cuantitativa (heteroevaluación sumativa). El cuerpo de conocimiento disciplinar en el curso de biología tiene una organización epistemológica específica que se sintetiza en la grafica “E squema epistemológico para curso virtual de biología” la cual permite visualizar una lógica pedagógica para la secuenciación de construcciones conceptuales en el proceso de aprendizaje autónomo. las cuales se retoman de manera especializada en campos disciplinares de profundización. de sistemas y de ecosistemas. interrelacionando los aspectos de estructura y función. la cual a su vez se profundiza después mediante líneas especializadas de genética microbiana. genética humana. etc.12 habilidades de desempeño profesional importantes para la práctica profesional. . que en el caso de la sociedad humana derivan contemporáneamente en sistemas de explotación o de aprovechamiento racional de los recursos de biodiversidad según se tenga un criterio simplemente utilitarista o un criterio bioético respectivamente. Los nexos entre la ciencia natural de la biología y el campo disciplinar general de las ciencias biológicas. Por ejemplo. hasta generar relaciones interespecíficas de sinergia o de depredación. Este desarrollo permitirá en el estudiante un desarrollo secuencial y coherente en la construcción de esquemas conceptuales como aplicación de la epistemología de la biología y que además aporte una base suficiente de conocimiento para la comprensión eficiente y efectiva de las disciplinas correlacionadas en el programa académico Contexto Teórico La biología es una disciplina de las ciencias naturales que permite la comprensión de la manifestación de la vida y su evolución a través de las diferentes especies. genética animal. celular. surgen a partir de la construcción de los conceptos y taxonomías básicas de los seres vivos. la genética. a nivel organísmico. incluyendo capacidades investigativas. .13 Organización Epistemológica Figura 1: Esquema epistemológico para curso virtual de biología Fuente Carmen Eugenia Piña L El cuerpo de conocimiento disciplinar en el curso de biología tiene una organización epistemológica específica que se sintetiza en la Figura 2 Avances Internacionales en los contenidos disciplinares de Biología Los avances internacionales se dan en dos aspectos: a) Disciplinares: Avances en el conocimiento del genoma y de las tecnologías de transmisión de información genética (biotecnologías). Avances en el aporte de técnicas biológicas de diagnóstico ambiental. los cuales permiten mejorar la calidad de los contenidos de los hipertextos que se entregan al estudiante. mediante el análisis de la composición atmosférica primigenia de la tierra. por ejemplo. con lo cual se clarifican aspectos del estudio evolutivo y de las interrelaciones ecosistémicas.nih.healthfinder. todos los cuales permiten mejorar la calidad pedagógica de los materiales accesibles desde el aula virtual de biología en el curso a mi cargo.gov/info/basics/ Introducción a diversos aspectos de las células madre y su aplicación a la investigación b) Didáctica infovirtual de la biología: Actualmente hay disponibles en internet objetos virtuales de aprendizaje interactivo e hipermedia con animaciones. Esta información actualizada se vierte con la dosificación pedagógica apropiada en el curso virtual de biología. el avance fundamental nace de la biología molecular en el estudio genético y de las proteínas.org/castellano/Content/sc_cont1. 3. 2.htm Investigación de células madre aplicadas al transplante de órganos http://www. psicología animal. pero en general. desde el aporte de varias disciplinas (neurobiología.gov/espanol/ Ultimas noticias en temas de salud http://stemcells.htm Conceptos básicos sobre células madre http://www.. morfofisiología animal.bionetonline. en el currículo de biología que se maneja en el curso virtual. etc). Avances en la investigación sobre células madre: http://www.Criterios de calidad del curso El curso de biología se desarrolla con aplicación de un protocolo académico y de una guía académica que garantizan el cumplimiento de los requisitos de calidad .com/Blogs/avances_tecnologicos/2004/06/investigacincon-clulas-madre-para. con lo cual se puede precisar la explicación teórica sobre el origen o el comienzo de la vida en la tierra. Avances en la comprensión del comportamiento animal..euroresidentes.Incorporación curricular del estado de arte El estado del arte se rastrea por ejemplo en los journals especializados de las diversas temáticas disciplinares de la biología.14 gracias al apoyo de instrumentos más sofisticados (incluyendo sensores remotos y extracción de muestras de capas submarinas profundas o de capas profundas de los polos). lo cual se transparenta en la calidad de sus materiales hipertextuales y en la organización de sus líneas de investigación. Referencias internacionales: Direcciones de cursos de biología por parte de universidades internacionalmente acreditadas por la excelencia de sus comunidades académicas en biología. cognición y evaluación. Comunidades de aprendizaje autónomo: El aprendizaje virtual incluye y facilita el trabajo colaborativo de grupos de estudiantes a quienes se les pueden asignar en procesos participativos de decisión. conectados con realidades ambientales del entorno del estudiante.Aplicación de las TIC en el curso El empleo de las TIC se evidencia en el uso de herramientas de aula virtual. estudio.wmaker. 6. 4. El campus virtual incluirá además la construcción y fortalecimiento de la red académica de docentes de biología a nivel de todos los CEAD y la interacción con académicos internacionales y nacionales del campo de las ciencias biológicas. editada en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Málaga ISSN 1134-8496 . incluyendo por ejemplo el caso específico de los créditos académicos como parámetro para la.15 planteados en el decreto 2566 sobre condiciones para acreditación de los programas. 5. más la optimización disciplinar mediante la actualización de los contenidos y la interacción con redes de comunidades académicas especializadas en la disciplina.net/tendencias/index. para comunicación o interacción dialógica. tareas contextualizadas para el abordaje de problemas teórico-prácticos de la biología.. gestión de tiempos de aprendizaje independiente y con acompañamiento docente. Ecosistemas Revista científica y técnica de ecología y medio ambiente Encuentros en la Biología: Revista científica Edición para Internet de la revista Encuentros en la Biología. de la Universidad Complutense de Madrid. indexada.php Revista electrónica de actualización permanente. El curso de biología está incorporando estos avances de manera adaptada al modelo pedagógico institucional. en esta dirección se puede suscribir gratuitamente a la revista. Links a Journals http://www. charlas.16 Sociedad Española de Etología: Difunde los conocimientos etológicos a través de publicaciones. congresos. . y docencia de la Etología en los diversos planes de estudio. su estructura. Que el estudiante identifique las relaciones y las diferencias entre macroorganismos y microorganismos. 4. sus estructuras y funciones. El estudiante identifica las relaciones y las diferencias entre macroorganismos y microorganismos Contribuir a la comprensión del estudiante sobre la organización de la vida en la biosfera mediante el estudio sistemático de las características de los organismos vivos. organístico. organismos vegetales y animales y la forma de identificarlos con aplicación de una taxonomía científica La comprensión biológica de los fenómenos de la vida exige comprender la estructura y función de los seres vivos. función y diversidad 1. función y sistemática de los seres vivientes en sus diferentes niveles de organización: molecular. basado en un patrón de autopoiesis como expresión del fenómeno sistémico de la vida. Que el estudiante identifique y describa las características de la vida 2. 1. 3. sistémico y de especie. Justificación Competencias Propósito Objetivos . Que el estudiante identifique los niveles de organización de los seres vivos. Presenta los modelos funcionales de microorganismos. tisular. Analiza la estructura.17 Introducción UNIDAD 1. El estudiante interpreta la teoría celular y los procesos celulares y de división celular 3. celular. El estudiante analiza y argumenta las relaciones entre estructura y función de cada órgano. sus niveles de organización para interpretar las características de las especies biológicas y la forma racional de relacionarnos con ellas. LOS SERES VIVOS La unidad introduce al estudiante en el desarrollo histórico de la disciplina y en la definición de la vida como aspecto diferencial respecto a los seres inertes. El estudiante explica los fundamentos que plantean el origen de la vida 2. además de la revisión y realimentación por parte del tutor sobre las construcciones cognitivas registradas sistemáticamente en el portafolio de desempeño personal (PDP). Coevaluación: Es un proceso de trabajo colaborativo de los estudiantes en el cual socializan el resultado de sus construcciones personales de conocimiento y reciben la realimentación de sus compañeros. con el fin de que planifique y coordine el aprovechamiento de opciones de interacción sincrónica y asincrónica con el tutor. . La relación estudiante-estudiante. sustentan sus puntos de vista. los trabajos deben reflejar la visión crítica del estudiante El curso cuenta con una programación académica de conocimiento previo para el estudiante. Heteroevaluación: Es una evaluación sumativa coordinada a nivel nacional en cuanto a fechas y contenidos. para alcanzar con excelencia los logros o metas de autoaprendizaje planteados. Autoevaluación: La realiza el estudiante al inicio y al final de cada fase de aprendizaje con el fin de identificar las debilidades o vacíos cognitivos. La evaluación se concibe como un proceso continuo orientado a verificar las competencias logradas en concordancia con los objetivos del curso académico de Biología. es un proceso colaborativo de socialización de logros cognitivos reforzados por actividades grupales. Para el caso de las actividades de la fase de transferencia. como sus logros o dominios en el abordaje de la biología.18 Metas Sistema de interactividades Sistema de evaluación El estudiante presentará y sustentará en su portafolio de desempeño personal a partir de las actividades de autoaprendizaje individual y colaborativo señaladas en la guía de actividades de la unidad. asimilan nuevos enfoques y ajustan sus planteamientos con el enriquecimiento conceptual logrado en el dialogo de saberes. Diferenciar los seres vivos de los seres inertes. Hay que conocer la célula como unidad estructural de los seres vivos y la forma especializada en que se agrupan las células conformando tejidos para funciones específicas. para estudio temático y orientación pedagógica. Origen y caracteristicas de los seres vivos Lección 1. fuentes hipertextuales de consulta. Protocolo académico. El computador como canal electrónico hacia links hipertextuales en ambientes virtuales de autoaprendizaje. con informaciones visuales. útiles para gestión de conocimiento actualizado. Estructura y función de los seres vivos Capítulo 2: Niveles de organización de la vida Lección 6. parte del análisis de sus componentes dinámicamente articulados en sus aspectos anatomo-fisiológicos. Simulación de microscopía óptica La explicación se basa en el análisis de eventos en la línea del tiempo evolutivo desde el origen de las primeras arqueobacterias hasta la biodiversidad actual. El comienzo de la vida Lección 2. Descripción y características de los seres vivos Lección 5. Historia Las actividades están centradas en el estudiante como autogestor de los procesos de aprendizaje. por lo cual se establece una sinergia de medios y mediaciones el estudiante aprovechará: El computador como herramienta informática para estudio con CD ROM. auditivas y de texto escrito. Programación de eventos de socialización y trabajo colaborativo y sesiones de asesoría. con los elementos que caracterizan a los seres vivos Se analizan las diversas teorías sobre el origen de la vida. Sistemas y plataforma tecnológica institucional para videoconferencias y audioconferencias. con el fin de analizar mejor la organización biológica. Miller demuestra la teoría de Oparin al reproducir en el laboratorio la atmosfera primitiva para explicar el origen de la vida La comprensión de la evolución celular es la primera base para entender la biodiversidad actual. Interacciones programadas en aula virtual. para que el estudiante reflexione y asuma una posición científica al respecto. guía de actividades de aprendizaje. Eventos de prácticas de laboratorio de carácter obligatorio en el curso. La teoría celular aporta los conocimientos claves para . La evolución celular Lección 4. módulo. Experimento de Miller Lección 3. permite comprender mejor en qué consiste el fenómeno de la vida y cuáles aspectos se deben asegurar para mantenerla La comprensión de un organismo vivo.19 Recursos Tecnológicos Capítulo 1. El microscopo óptico permite identificar la estructura de la célula para comprender mejor la teoría celular. funciones y Organismos relaciones y las diferencias entre macroorganismos y Pluricelulares y microorganismos Unicelulares Lección 11.20 Teoría Celular y Microscopía entender la unidad vital de los organismos. Lección 7. Tejidos El estudio de la estructura y funciones de los tejidos Vegetales vegetales permite comprender a fondo la organización de las plantas Lección 13. Celulares explican la mayor parte de la dinámica observable en los seres vivos. La comprensión del mecanismo de reproducción sexual en las células. Tejidos El estudio de la estructura y funciones de los tejidos animales animales permite comprender a fondo la organización animal Lección 12. Microorganismos organismos vegetales y animales y la forma de identificarlos con aplicación de una taxonomía científica. problemas industriales y problemas de contaminación . anabolismo y catabolismo. Es necesario entender los microorganismos para solucionar problemas de salud. División Esta lección aclara la comprensión del crecimiento mediante celular-Mitosis el estudio de la división celular y la organización de las nuevas células en tejidos. aporta la fundamentación esencial la reproducción biológica en general Capítulo 3 Este capítulo Identifica las estructuras. Estructura y El conocimiento de la estructura y función en los diferentes función en procariotas tipos de célula permite comprender mejor el por qué de las diferencias entre los dominios y reinos de la vida. Los procesos celulares de construcción y de eliminación permiten aclarar los aspectos básicos del funcionamiento en los organismos vivos. mediante las fases de la meiosis. Estructura Presenta la estructura y función de los diferentes órganos y y Funciones Vegetales sistemas vegetales Lección 15. Estructura y Cada organelo celular cumple funciones muy importantes y función en eucariotas el análisis de sus roles en el funcionamiento integral de la célula permite comprender mejor los fenómenos de la vida Lección 9. Procesos Los procesos de metabolismo. Lección 10. Estructura Presenta la estructura y función de los diferentes órganos y y Funciones Animales sistemas animales Lección 14. Los Presenta los modelos funcionales de microorganismos. Lección 8. carente de oxígeno y sin capa de ozono que filtrara los rayos ultravioletas.500 millones de años y un millón de años después aparecería la vida.freewebs. la Tierra se formó hace unos 4. . el bioquímico Alexander Oparin formuló su hipótesis sobre el origen de la vida a partir moléculas inorgánicas que se encontraban en una atmósfera gaseosa.21 UNIDAD 1 SERES VIVOS Capítulo 1 Origen y características Actividad de reconocimiento En la siguiente dirección encontrará un crucigrama para que usted se autoevalúe sobre los conceptos básicos y previos que debe poseer para comenzar el proceso de estudio y el desarrollo de las actividades posteriores de la unidad 1 de una manera óptima. http://www. En 1924.com/martavinasco/biologia/BIO_CRUCIGRAMA_GLOSARIO.htm Lección 1 El comienzo de la vida Según los cálculos más modernos. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L. Eventualmente las gotas de lípidos pudieron incorporar a su estructura nuevos materiales de las moléculas orgánicas que las rodeaban. donde se concentraron y formaron lo que se denominó una sopa primitiva. La energía de descargas eléctricas producidas durante grandes tormentas o la radiación ultravioleta facilitó la unión de las moléculas inorgánicas de la atmósfera primitiva como: dióxido de carbono CO2. ácidos grasos y nucleótidos . H 2S. ácido clorhídrico HCl. Las lluvias llevaron las moléculas orgánicas a los mares y lagos. Actividad de Profundización La lección anterior sobre el comienzo de la vida permite concluir que: la . Oparin estudió la acción de selección natural sobre gotas de coacervados que consiguieron captar del medio los catalizadores adecuados para llevar a cabo procesos metabólicos que aseguraran estabilidad. nitrógeno N2. crecer y reproducirse formando coacervados hijos que a veces conservaban las propiedades químicas de su progenitor. azúcares. con un proceso simultáneo de liberación de la energía almacenada en las moléculas orgánicas. lo cual prefiguró un rudimento de herencia. Estas moléculas orgánicas simples a su vez sintetizaron proteínas y ácidos nucleicos. Estos procesos serían la base para la formación de células ancestrales y posteriormente de organismos más complejos. hidrógeno H2. que permite hablar de un modelo para el inicio de la vida.22 Figura 3 Origen de la vida. La repetición de este proceso permitió un crecimiento de las agrupaciones moleculares que al separarse de la solución acuosa formaron coacervados que alcanzaban cierta estabilidad para generar procesos metabólicos simples. metano CH4. amoníaco NH3 y vapor de agua para formar aminoácidos. sulfuro de hidrógeno. Dentro de esta sopa primitiva pequeñas gotas de material lipídico fueron rodeadas por agrupaciones de moléculas orgánicas. crecimiento. La comunidad científica de entonces ignoró sus ideas. reproducción y predominio sobre las demás. utilizando un aparato diseñado por él.23 capacidad de la materia del cosmos primigenio para generar reacciones conducentes a la formación de moléculas orgánicas. Luego compruebe sus aciertos leyendo el texto y observando el video correspondientes a la lección 2 En 1950 un estudiante de la Universidad de Chicago. Solo por la teoría de Oparín Actividad de Transferencia Existen varias teorías para explicar el origen de la vida. H2. En las dos teorías la de Oparín y la del meteorito Murchison B. Stanley Miller demostró en el laboratorio. redacte un párrafo donde explique con sus palabras en qué consistió el experimento de Miller. lo cual es planteado A. Stanley Miller. Según su criterio la actual teoría sobre el origen de la vida ya está terminada o va a cambiar explique por qué? Lección 2 Experimento de Miller Actividad de Reconocimiento Observe la siguiente animación Animación . Luego la mezcla fue enfriada y condensada. Solo por el experimento de Miller. La siguiente etapa . probó la hipótesis de Oparin. aprovechó condiciones aptas en la tierra para dar origen a la vida. El resultado fue la formación de una serie de moléculas orgánicas como aminoácidos y otros componentes orgánicos. NH3. Elabore un esquema en orden cronológico con cada una de las teorías sobre el origen de la vida y la explicación y las aportaciones a la actual teoría. Solo por la teoría del meteorito Murchison C. Para ello en un recipiente de cristal diseñado para simular las condiciones de los océanos y mares primitivos sometió a descargas eléctricas una mezcla de gases con composición parecida a la de la atmósfera terrestre primitiva (CH4. Estas teorías han sido explicadas en diferentes épocas de acuerdo con el conocimiento existente en cada una de ellas. los mecanismos por los cuales los rayos producidos por descargas eléctricas pudieron afectar la atmósfera terrestre primitiva y a partir de la combinación de elementos inorgánicos la posibilidad de formar los precursores de sustancias orgánicas. N2 y vapor de agua). D. . Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L.24 de formación de vida fue la síntesis abiótica de polímeros orgánicos con la formación de proteínas. Vapor de agua 4. carbohidratos y ácidos nucleicos En la actualidad. cualquiera de las dos teorías permite concluir positivamente sobre la capacidad de la materia del cosmos primigenio para generar reacciones conducentes a la formación de moléculas orgánicas.com/watch?v=w9kiP7knmdg&feature=player_embedded Figura 4. En todo caso. Descargas eléctricas (electrodos de tungsteno) 7. Fresno. 5. lípidos. Se plantean entonces dos posibles orígenes de las primeras moléculas orgánicas que dieron inicio a la evolución de la vida en la tierra: un origen endógeno terrestre. y un origen extraterrestre. al estilo del experimento de Miller. Agua 2. aportado por los meteoritos tipo Murchison. Matraz con mezcla de gases simulando atmósfera 6. Condensador de agua (enfriamiento) 8. Experimento de Miller. Erlemeyer con moléculas orgánicas. es de alta resonancia internacional una teoría aparentemente "contendiente" desarrollada por un grupo de científicos del departamento de biología de la Universidad Estatal de California. Para saber más Ver video en esta dirección: http://www. 1. Entrada de gases. Calor 3.youtube. quienes están realizando investigaciones con el meteorito Murchison (que se cree formó parte de un cometa) el cual contiene algunos aminoácidos similares a los obtenidos por Miller. Otra opción sería que estos dos mecanismos coexistieron y se complementaron. las cuales encontraron en la tierra condiciones aptas para dar origen a la vida. 25 Actividad de Profundización 1. D. C. quienes trabajaban en forma independiente. Esta teoría fue demostrada 30 años después por: Stanley Miller. B. El primer conjunto de hipótesis verificables acerca del origen de la vida fue propuesto por el bioquímico ruso A. Oparin y por el inglés J. Actividad de Transferencia Indague sobre la atmósfera en Marte y en Venus . Louis Pasteur a través de la demostración de la teoría de los gérmenes. simuló las condiciones que se suponía existían en la Tierra primitiva en el laboratorio. Según estos científicos. A. Haldane. se disocian en iones. Utilice el mapa conceptual para responder a la siguiente pregunta: . B.I. Svante August Arrhenius la teoría de la disociación electrolítica la cual explica que los compuestos químicos disueltos. compárelas con la atmósfera de la tierra y argumente si puede existir vida en estos otros planetas Lección 3 Evolución Celular Actividad de Reconocimiento En el siguiente mapa conceptual se resume el proceso de la evolución celular. Charles Darwin en la publicación contenida en el célebre tratado de El origen de las especies. la aparición de la vida fue precedida por un largo período de tiempo en donde ocurrió lo que a veces se denomina evolución química. 26 Las células Anaerobias . se nutren de materia inorgánica y utilizan O2 en sus procesos respiratorios .Heterótrofas son aquellas que: A. se nutren de materia orgánica y utilizan O 2 en sus procesos respiratorios C. no utilizan el O2 en los procesos respiratorios y no pueden sintetizar su propio alimento D. utilizan moléculas diferentes al O2 para sus procesos respiratorios y se nutren de moléculas orgánicas B. y por ser el antepasado común de todos los organismos genéticamente codificados. también la denominó progenota. . la denominó protobionte. A esta célula primitiva precursora de los diversos tipos de células vivientes. las células primitivas para ser consideradas unidades vivientes. La teoría endosimbiótica La teoría endosimbiótica propuesta por la científica Lynn Margulis explica el origen de las células eucariotas a partir de la evolución de células procariotas primitivas así: Alguna célula procariota primitiva perdió su pared celular rígida quedando rodeada por la membrana plasmática que al presentar una estructura más flexible fue replegándose aumentando de esta manera su superficie membranosa con el consecuente aumento del tamaño de la célula. Con base en el proceso esquematizado en el mapa conceptual se pueden ilustrar las etapas evolutivas de la célula procariota primitiva en el siguiente diagrama: Figura 6: Etapas evolutivas de la célula procariota primitiva Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L. Con base en el enfoque evolutivo del biólogo molecular Carl Woese. de alguna manera debían contar con un mecanismo que permitiera realizar procesos de transcripción genética.27 Luego puede comprobar su respuesta realizando la lectura evolución celular Evolución celular -Las células primitivas El proceso de evolución celular es un resultado paralelo de la evolución en las condiciones de la atmósfera primitiva hacia la atmósfera actual. 28 Figura 7 Proceso evolutivo planteado por la teoría endosimbiótica Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L A esta célula procariota de mayor tamaño y carente de pared celular se le llamó urcariota. la célula urcariota por el mecanismo de fagocitosis ingirió pero no digirió otras células procariotas de menor tamaño tipo bacteria con las cuales estableció una relación de mutua colaboración llamada endosimbiosis vivir juntas dentro- Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L Una de estas asociaciones fue la que se estableció entre la célula urcariota y algunas bacterias aerobias en donde la célula urcariota anaerobia heterótrofa . Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L De acuerdo con esta teoría. La estabilización evolutiva de la ventajosa y competitiva interacción urcariota-bacteria aerobia. Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L Otra combinación ventajosa la constituyó la incorporación de bacterias fotosintéticas -cianobacterias. generó a partir de la bacteria fotosintética la estructura actual (organelo) presente como cloroplasto presente en las células vegetales. generó a partir de la bacteria aerobia la estructura actual (organelo) presente como mitocondria en las células animales y vegetales.29 suministraba a la bacteria aerobia algunos componentes orgánicos para su nutrición y la bacteria aerobia a su vez permitió a la urcariota utilizar el oxígeno y realizar la respiración aerobia o metabolismo oxidativo. Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L Igualmente la estabilización evolutiva de la ventajosa y competitiva fusión urcariota-bacteria fotosintética. Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L .a la célula urcariota. B. De igual manera se piensa que la fusión de urcariotas con bacterias como las espiroquetas dio origen a los cilios y flagelos de las células eucariotas. La teoría endosimbiótica propuesta por Lynn Margulis explica el origen de las células eucariotas a partir de células procariotas primitivas así: A. B. C. Al aumentar el tamaño de la célula urcariota como consecuencia de la pérdida de la pared celular D. Figura 7 Proceso evolutivo planteado por la teoría endosimbiótica Fuente: diseñadas por Carmen Eugenia Piña L Actividad de Profundización 1. Se produjo una interacción evolutiva entre las urcariotas y bacterias aerobias 2. El núcleo rodeado de membrana nuclear presente en las actuales células animales y vegetales se generó de alguna célula del tipo arqueobacteria o Archaeabacteria. D. al incorporarse en la célula hospedadora. Por otra parte como consecuencia de las invaginaciones de la membrana plasmática se formaron compartimentos de doble membrana que fueron rodeando cada tipo de bacteria origen de los organelos. Una célula primitiva perdió su pared celular rígida y aumento su tamaño. a esta célula se le llamó eucariota. Procariota Célula animal Urcariota Eucariota . Alguna célula procariota primitiva perdió su pared celular rígida quedando rodeada por la membrana plasmática que al presentar una estructura más flexible fue replegándose aumentando de esta manera su superficie membranosa con el consecuente aumento del tamaño de la célula. A esta célula se le conoce como: A.30 El origen de los organelos denominados peroxisomas presentes en las células eucariotas se cree partió de bacterias huéspedes en la célula urcariota capaces de eliminar residuos tóxicos como el agua oxigenada. Por la formación invaginaciones de la membrana plasmática de la célula primitiva C. tisular: los tejidos resultantes del conjunto de células especializadas. por los que las sustancias que se toman del medio. se requiere conocer la estructura y función a nivel macro y micro de los seres vivos.31 Actividad de Transferencia Ahora que ya ha leído la lección y observado las Figura s redacte un audio que explique la siguiente animación. La estructura se analiza por niveles de organización que normalmente se discriminan en genético a nivel de gen. celular células. Un nivel superior es el de los organismos. la dinámica de poblaciones o sea la sinergia de los organismos para buscar su preponderancia y sostenibilidad dentro de nichos específicos de los ecosistemas en el proceso de evolución de las especies. el organístico donde los tejidos conforman un órgano que desempeña una o varias funciones y sistémico como el sistema digestivo donde un conjunto de órganos cumplen un mismo propósito o función por ejemplo la digestión. una planta y una bacteria? ¿En qué se diferencian de una gota de agua o un cristal de sal? En todos los procesos que involucren seres vivos.. como una forma fundamental para la comprensión de la realidad y para la gestión sostenible del entorno. Por el lado de la función. De clic en ANIMACION Lección 4 Estructura y función de los seres vivos Actividad de Reconocimiento ¿En que se parecen un hombre. pero la biología además de estudiarlos individualmente los analiza también como componentes de ecosistemas y como resultado de la evolución de las especies. ¿Qué son los seres vivos? El pensamiento de Maturana tiene su punto central en el concepto de "autopoiesis": (.) los seres vivos son verdaderos remolinos de producción de componentes. una vaca. recursos de biodiversidad o simulaciones como en el caso de transferencia por redes neuronales y procesos inteligentes en general.. el estudio de la biología analiza las condiciones en que se mantienen procesos de equilibrio biológico interno y en relación con el ambiente o sea la homeostasia y analiza sobre el particular. o se vierten en . "son sistemas estructuralmente determinados. Es a esta condición a la que me refiero al decir que los seres vivos son sistemas autopoiéticos. que se manifiesta en unas "conductas" determinadas. lo que caracteriza a los seres vivos. Entrevista ecovisiones nº 6 ¿Qué caracteriza son los seres inertes o componentes abióticos? Los seres inertes se caracterizan por: º Presentar una estructura simple de enlaces quimicos y ordenamiento atómico. constitutivamente como una historia de cambios estructurales que siguen un curso que se establece momento a momento determinado por la secuencia de sus interacciones en el medio que lo contiene" (Origen de las especies por medio de la deriva natural. p. º Mantener su estructura con base en unicamente en su resistencia física y química. puede sólo provocar en un sistema vivo cambios estructurales determinados en su estructura" (Biología de la experiencia estética. un agente externo. (Biología del fenómeno social.32 él. Esto significa básicamente que son los organismos los que modifican su propia estructura. y el del "entorno". Los sistemas vivos. 5) Los seres vivos tienen dos "dominios operacionales": el que llamaríamos interior. Los elementos exteriores no pueden producir modificaciones de las estructuras. su fisiología. no poseen ni células. 110). ya que los cambios son cambios que provienen del interior BIOLOGÍA DEL FENÓMENO SOCIAL [i] Humberto Maturna R. º No presentar respuesta autónoma a estimulos del medio. Desde esta perspectiva. todos los organismos. ni sistemas º Carecer de metabolismo sobre materiales externos que entren en contacto. p. por lo tanto. p. las estructuras se van modificando. y nada externo a ellos puede especificar o determinar qué cambios estructurales experimentan en una interacción.ni órganos. o se da. pasan participando transitoriamente en el interrumpido recambio de componentes que determina su continuo revolver productivo. el de su "dinámica estructural". No es el entorno el elemento que modifica la estructura. º Tener un crecimiento por adherencia geometricamente organizada en condiciones fisico-quimicas. la formacion de rocas. Es esta condición de continua producción de sí mismos. a través de la continua producción de recambio de sus componentes. º No se reproducen . pero por medio de cambios desde el interior. "la historia individual u ontogenia de todo ser vivo transcurre. y que están vivos sólo mientras están en autopoiesis. 43). Por ejemplo. de los más simples a los más complejos. y lo que se pierde en el fenómeno de la muerte. conducta. interior .youtube.youtube. exterior Actividad de Transferencia Indague cuál es la importancia de los seres inertes en la naturaleza. modificaciones . Tiene capacidad de movimiento 3.com/watch?v=2YeJoyFQnW8&feature=related Según lo observado en los dos videos se puede señalar que hay unas pocas características fundamentales que permiten diferenciar a los seres vivos de las cosas no vivas. estructuras. entorno.33 Actividad de Profundización Elabore un mapa conceptual socialícelo en pequeño grupo colaborativo a través del aula Virtual y luego incorpore ajustes basados en la realimentación resultante de la socialización. componentes. condición. fisiología. producción. interior. seres vivos.com/watch?v=ReUjkwAESg0&feature=related El umbral de la vida parte 2 http://www. cambios. En su ejercicio deben aparecer como mínimo los siguientes conceptos que se encuentran sin orden jerárquico y que usted debe reordenar y organizar jerárquicamente agregando las palabras enlace y los conectores Autopoiesis. Se origina a partir de una célula 2. Presenta estados de crecimiento . Las conclusiones obtenidas de la explicación de los videos permiten responder la siguiente pregunta. Se reproduce mediante ADN y ARN 4. Un ser se considera vivo cuando cumple las dos condiciones siguientes: 1. Socialice su respuesta con la de sus compañero y tutor. organismos. Lección 5 Descripción de las características de los seres vivos Actividad de Reconocimiento Observe los siguientes videos : El umbral de la vida parte 1: http://www. como ocurre con la flor del girasol o del algodón. El movimiento de locomoción de los animales es muy obvio: se agitan. La autoperpetuación es una característica fundamental de los seres vivos.34 Reproducción Figura 8 Reproducción Tomado de Microsoft Encarta Uno de los principios fundamentales de la biología es que "toda vida proviene exclusivamente de los seres vivos". Este movimiento no debe confundirse con el desplazamiento: un objeto se desplaza cuando cambia su posición dentro de un marco referencial. Movimiento Todos los seres vivos son capaces de moverse. puede ser positivo como el que presentan las raíces que son atraídas hacia el centro de la tierra o negativo como en el caso de los tallos que crecen erguidos en contra de la gravedad. por ejemplo: los tropismos. Otro tipo de tropismo es el geotropismo que es una respuesta a la gravedad. Los seguimientos solares cuando las plantas orientan sus hojas o flores en dirección a la luz solar. nadan. las nastias y los seguimientos solares. o positivo como ocurre con las hojas o tallos que se orientan hacia la luz. Las nastias ocurren independientemente del estímulo por ejemplo: cuando las flores se cierran en la noche. Las plantas tienen movimientos más lentos. reptan. Los tropismos son respuestas de crecimiento de las plantas a estímulos como la luz en este caso hablamos de fototropismo que puede ser negativo si se aleja del estímulo como en el caso de las raíces. Otra clase de movimiento es el flujo del material vivo en el interior de las células de las hojas de las plantas conocido como ciclosis. en cambio un ser vivo se puede mover sin cambiar de ubicación. Cada organismo sólo puede provenir de organismos preexistentes. corren o vuelan. . . Los estímulos que evocan una reacción en la mayoría de los organismos son: cambios de color. Es decir. Los pingüinos tienen unas adaptaciones únicas externas que les ayudan a conservar este calor Irritabilidad Los seres vivos reaccionan a los estímulos. intensidad o dirección de la luz. La adaptación trae consigo cambios en la especie.35 Para saber más Animación de Tropismo Negativo Adaptación Esta característica se refiere a la capacidad de todos los seres vivos para adaptarse a su ambiente y así poder sobrevivir en un mundo en constante cambio. de modo que la especie se extinguiría. Las adaptaciones son resultado de los procesos evolutivos. Figura 9 Adaptaciones Tomado de Microsoft Encarta El cactus tiene pliegues en forma de acordeón con los que pueden dilatarse para almacenar la mayor cantidad de agua posible y sus espinas no solamente lo protegen del sol y de los animales sedientos. Si todo organismo de una especie fuera exactamente idéntico a los demás. conductuales o fisiológicas o una combinación de ellas. la adaptación es una consecuencia de la irritabilidad. La mayor parte de las adaptaciones se producen durante periodos muy prolongados de tiempo. Las modificaciones que el organismo realiza frente a estímulos del medio interno y externo para adaptarse pueden ser estructurales. que son cambios físicos o químicos en su ambiente interno o externo. más que en el individuo. cualquier cambio en el ambiente sería desastroso para todos ellos. y en ellas intervienen varias generaciones. Homeostasis Es la capacidad de todos los seres vivos de mantener constante las condiciones físicas y químicas de su medio interno. presión o sonido. y los mecanismos que realizan esa tarea se llaman mecanismos homeostáticos. principalmente por crecimiento de su cuerpo. La tendencia de los organismos a mantener un medio interno constante se denomina homeostasis. a la gravedad. ciertas células del cuerpo están altamente especializadas para reaccionar a ciertos tipos de estímulos. pero el organismo entero reacciona al estímulo. En todos los seres vivos ocurren reacciones químicas esenciales para la nutrición. por ejemplo las células de la retina del ojo reaccionan a la luz. Cuando la temperatura del cuerpo se eleva por arriba de su nivel normal de 37°C. La irritabilidad de las plantas no es tan obvia como la de los animales. Para mantener el metabolismo. El movimiento de flujo del citoplasma de las células vegetales se acelera o detiene a causa de las variaciones en la intensidad de la luz. Complejidad estructural Los seres vivos poseen una complejidad estructural única para poder desarrollar todas sus actividades. En los animales complejos. En los organismos más simples esas células pueden estar ausentes. la temperatura de la sangre es detectada por . el crecimiento y la reparación de las células. aire o agua circundantes. Ciertos organismos celulares reaccionan a la luz intensa huyendo de ella. como el ser humano. Las reacciones metabólicas ocurren de manera continua en todo ser vivo. así como para la conversión de la energía en formas utilizables. La regulación de la temperatura corporal en el ser humano es un ejemplo de la operación de tales mecanismos. Esta complejidad es mantenida gracias al flujo constante de materia y energía que pasa por los organismos. y cambios en la composición química del suelo. pero también los vegetales reaccionan a la luz. al agua y a otros estímulos.36 cambios en temperatura. los organismos recurren a otras características secundarias como la nutrición. excreción y respiración. Metabolismo Es el conjunto de reacciones químicas que ocurren al interior de las células y que le proporcionan a los seres vivos la materia y energía indispensable para desarrollar sus actividades vitales.. en el momento en que se suspenden se considera que el organismo ha muerto. en el cual la célula detiene su crecimiento y se divide para formar dos organismos). negativo. Otro ejemplo lo constituyen las plantas. El crecimiento implica un aumento del tamaño. Dichas células envían impulsos nerviosos hacia las glándulas sudoríparas e incrementan la secreción de sudor. haciendo que esta se sonroje. las células de un individuo pluricelular adquieren diferentes formas de acuerdo a su función.37 células especializadas del cerebro que funcionan como un termostato. B. el cual se conoce como tropismo. El crecimiento se produce por la expansión celular y por división celular. C. El desarrollo está relacionado con las transformaciones que sufre un individuo a lo largo de su vida. El aumento de flujo sanguíneo en la piel lleva más calor hacia la superficie corporal para que desde ahí se disipe en radiación. Geotropismo Nastia. Actividad de Profundización 1. A. C. Ciclosis Fototropismo 2. Los individuos pluricelulares crecen por aumento en la cantidad de células que los componen (si bien en los organismos unicelulares se registra un crecimiento por aumento del tamaño de su célula. La evaporación del sudor que humedece la superficie del cuerpo reduce la temperatura corporal. esto es hasta un límite definido. D. Una respuesta de una planta a estímulos del medio ambiente implica un movimiento de parte de la planta. si es en sentido contrario. D. Transporte activo Metabolismo Reproducción Homeostasis . El movimiento de las plantas en respuesta a la gravedad está considerado como: A. Así. Es el conjunto de reacciones químicas que ocurren al interior de las células y que le proporcionan a los seres vivos la materia y energía indispensable para desarrollar sus actividades vitales. Crecimiento Todos los seres vivos crecen a lo largo de su vida. B. Si la respuesta es hacia el estímulo se dice que es un tropismo positivo. cuando les falta agua cierran los estomas de sus hojas evitando la pérdida de agua por evaporación. En el crecimiento interviene la síntesis de nuevas sustancias a partir de alimento tomado del medio. Otros impulsos nerviosos provocan la dilatación de los capilares sanguíneos de la piel. Anton Van Leeuwenhoeck realizó observaciones de células vivas como eritrocitos y espermatozoides. En 1673. Después del perfeccionamiento del microscopio en 1838 el botánico alemán Mathias Schleiden al observar al microscopio tejidos vegetales concluyó que estaban formados por células y que el embrión de una planta tuvo su origen a partir de una sola célula. Hooke observó células secas. El inglés Robert Hooke (1637-1703) fue el primero que utilizó el término "célula" en 1665 para referirse a los compartimentos vacíos semejantes a celdas que observó a través del microscopio en una lámina de corcho.org/actividades/5-3antecedentes.38 Actividad de Transferencia Indague cuál es la composición atómica de los seres vivos. igualmente al examinar agua de los charcos vio por primera vez organismos microscópicos.htm Gracias a la invención del microscopio se hizo posible investigar cómo son las células y los descubrimientos sobre la estructura celular que tuvieron lugar a lo largo del siglo XVII marcan una verdadera revolución científica y dan origen a la Biología moderna.lourdes-luengo. . ¿Todos los seres vivos tienen la misma composición? Capítulo 2 Niveles de organización de la vida Lección 6 La célula – Historia Actividad de Reconocimiento En está dirección encuentra una actividad para explorar sus conocimientos previos sobre Antecedentes históricos de la Teoría Celular de clic http://www. después de muchos años los investigadores determinaron que las células no estaban vacías sino llenas de sustancia acuosa. digestión. todos los organismos están formados por células. En 1859 el biólogo alemán Rudolf Virchow propuso que todas las células vienen de células preexistentes: omnis cellula e cellula. y la lente del ocular que recoge la imagen dada por el objetivo y la aumenta. a través de la reproducción). y que las células de plantas y animales presentan estructuras semejantes. Estos alemanes planteraon los dos primeros postulados de la teoría celular. La lente del objetivo proporciona una imagen intermedia ampliada del objeto. afirmando que todos los organismos vivos están constituidos por células y que la célula es la unidad estructural. La célula es la unidad funcional de todos los organismos. respiración. .39 Un año más tarde el zoólogo alemán Theodor Schwann en sus estudios microscópicos de tejidos animales y vegetales determina que los tejidos animales están constituidos por células. La teoría celular La teoría celular moderna se resume en tres postulados: La célula es la unidad básica estructural de todos los seres vivos. reproducción. es decir. Cada célula contiene material genético que se transmite durante este proceso. El Microscopio óptico Compuesto El microscopio se define como un instrumento óptico formado por un sistema de lentes: objetivos y oculares que amplían los objetos extremadamente pequeños para posibilitar su observación. crecimiento entre otras. Todo el funcionamiento del organismo depende de las funciones que ocurren al interior de la célula. MICROSCOPÍA El Microscopio óptico simple Constituido por una lente biconvexa única o lupa que hace converger los rayos luminosos que la atraviesan en un punto denominado foco y a una distancia focal muy corta. funciona como una lente simple. Todas las células se originan por la división de células preexistentes (en otras palabras. En el microscopio electrónico en lugar de lentes se emplean campos magnéticos que enfocan los haces de electrones. invertida y aumentada. esta imagen intermedia es captada y sufre una nueva ampliación por el ocular. Con el microscopio electrónico es posible observar objetos muy pequeños como los virus que no pueden ser resueltos con el microscopio óptico. denominada revólver o porta objetivos. utiliza un haz de electrones que se desplazan en el vacío y en línea recta. 10X. Los objetivos más frecuentes son los de 4X. Generalmente el objetivo de 4X se encuentra marcado por un . Y se utiliza para observar láminas coloreadas completamente secas. que permite cambiarlos fácilmente. Estos generan una imagen real.40 El Microscopio electrónico Este microscopio electrónico en lugar de una fuente de luz. Este último de 100x se llama de inmersión ya que para su utilización se necesita aplicar aceite de cedro sobre la preparación. El poder de aumento de cada objetivo se indica en el número grabado en la manga del lente. El Microscopio óptico Compuesto: componentes A continuación se describen las partes que lo conforman: Figura 10. 40X y 100X aumentos. El Microscopio y sus partes Fuente: Carmen Eugenia Piña Los objetivos: están localizados en la parte inferior del tubo insertados en una pieza metálica. Cuanto mayor sea el poder de resolución del objetivo. . el poder de resolución del ojo humano es de 0. se deben limpiar muy suavemente con un papel de óptica Figura 12 Ocular El tubo óptico: es una cámara oscura unida mediante una cremallera. Si se ensucian. Tiene el revólver con los objetivos en su parte inferior y los oculares en el extremo superior. será más clara la imagen y aumentará la capacidad de poner de manifiesto detalles adyacentes muy cercanos. Figura 11 Objetivos La abertura numérica se encuentra (A. Su función es la de captar y ampliar la imagen formada en los objetivos. separándolos y aclarándolos. el de 10X por un anillo de color amarillo. Un ocular por 10 la aumenta 10 veces Nunca se deben tocar las lentes con las manos. Un ocular por 6 la aumenta 6 veces.) se encuentra grabada en la manga del objetivo. el de 40=x con un anillo de color azul y el de 100X con un anillo de color blanco.25 milímetros Los oculares se denominan así porque están muy cercanos al ojo.30 0. Un ocular por 4 aumenta 4 veces la imagen que produce el objetivo. es mayor el poder de resolución. disminuyen las dimensiones de la lente frontal.N.41 anillo rojo. montada en la base del objetivo. junto a la indicación del aumento.N.30 En el objetivo de 10X En el objetivo de 40X En el objetivo de 100X A medida que aumenta la A.65 1.N. La lente del objetivo de 100x tiene el tamaño de una cabeza de alfiler es mayor el poder de resolución. El poder de aumento del ocular se encuentra marcado en el ocular.25 nanómetros. Además a medida que aumenta A. El poder de resolución máximo de un buen microscopio es aproximadamente 0. 0. Esta situado debajo de la platina. que permite el paso de los rayos procedentes de la fuente de iluminación situada por debajo. Figura 14 Condensador y Diafragma. Figura 13. eliminando los rayos demasiado desviados. Fuente Carmen Eugenia Piña El condensador: es un sistema de lentes convergentes situadas bajo la platina.42 El Brazo: es una columna perpendicular al pie. La disminución del diafragma permite visualizar partes de protozoos u hongos se utiliza en las preparaciones frescas . sobre el que se coloca la preparación. Fuente Carmen Eugenia Piña Diafragma-iris: Es una cortinilla que regula la cantidad de luz que entra en el condensador. Está dotado de una escala graduada para medir de forma precisa las observaciones. su función es la de concentrar la luz generada por la fuente de iluminación hacia la preparación. Platina. Dos pinzas sirven para retener el portaobjetos sobre la platina y un carro con un sistema de cremallera guiado por dos tornillos de desplazamiento que permite mover la preparación de delante hacia atrás o de izquierda a derecha y viceversa. Se acciona mediante una perilla. inmediatamente debajo del condensador. La Platina Es una plataforma horizontal con un orificio central. Puede ser arqueado o vertical y une al pie con el tubo. La fuente de iluminación: se trata de una lámpara halógena de intensidad graduable. En él se integra la fuente luminosa. Sirve para dar claridad a la imagen al lograr un ajuste fino y preciso. mediante movimiento de la platina hacia arriba y hacia abajo de forma lenta. Está situada en el pie del microscopio. Tornillo micrométrico: Generalmente se encuentra incorporado al tornillo macrométrico. .43 Figura 15 Tornillos Macrométrico y Micrométrico Fuente Carmen Eugenia Piña Tornillo Macrométrico: Se encuentra en la parte inferior del microscopio. Se enciende y se apaga con un interruptor y en su superficie externa puede tener una especie de anillo para colocar filtros que facilitan la visualización. Permite un enfoque aproximado o grueso de la muestra. Por último definimos el pie o base: sirve como base del microscopio y tiene un peso suficiente para dar estabilidad al aparato. Ambos tornillos llevan incorporado un mando de bloqueo que fija la platina a una determinada altura. Sirve para alejar o acercar el tubo y la platina moviéndola de arriba hacia abajo y viceversa. 44 Poderes o capacidades del microscopio Poder de aumento: Permite magnificar la imagen. Corresponde al aumento (A) dado por la relación: Tamaño de la imagen / tamaño del objeto. Figura 16 Poder de aumento Fuente Carmen Eugenia Piña Aumento total = aumento del ocular X aumento del objetivo . La ampliación es igual al producto del aumento del lente ocular por el del objetivo. su aumento total será 10X40= 400 ¿Cómo se calcula el aumento de una muestra? Se multiplica el aumento que señala el ocular por el aumento del objetivo dando como resultado el aumento total de la muestra o número de veces en que el objeto se encuentra ampliado con respecto a su tamaño original. se hace aumentar 40 veces mediante el objetivo y enseguida 10 mediante el ocular. Cada objetivo y cada ocular tienen grabado el número de veces que aumentan la imagen. Si la imagen del objeto. el poder separador máximo es de 0.45 Figura 17 Poder de penetración o profundidad Poder de penetración o profundidad Permite visualizar los diferentes planos de una preparación y está dado por el ajuste de precisión que se logra con el tornillo micrométrico Poder de resolución Es la capacidad de presentar dos puntos que se encuentran muy cercanos entre sí como separados. El ojo humano no puede ver separados dos puntos cuando su distancia es menor a una décima de milímetro. . Mejora la visión unas 500 veces con relación a la del ojo humano Figura 18 Poder de resolución En la imagen de la izquierda se observan espacios blancos entre la tinta negra que a simple vista no serían vistos En la imagen de la derecha se observan varias fibras de hilo que a simple vista no serían vistas.2 décimas de micra. lo cual permite observar detalles de los objetos que con el ojo humano no se podrían ver. Con el Microscopio óptico. N. A.edu/primer/java/lenses/simplethinlens/index. La distancia focal de una lente depende del índice de refracción del material del cual está hecha. uno a cada lado de la lente (F y F´). La distancia focal es la distancia entre el centro de la lente y el punto en donde convergen los rayos.html . con el índice de refracción. Cuando los rayos luminosos pasan a través de la lente se concentran en el foco.N: relaciona el ángulo de apertura de los rayos de luz. y del medio que envuelve la lente. Como también es diferente la distancia focal de una lente de vidrio en comparación con una construida en plástico. Principios generales de microscopía Principios ópticos Una lente sencilla (biconvexa) posee dos focos. Figura 20 Distancia Focal http://micro. es diferente la distancia focal de una lente en el agua. que provienen de la muestra. que esta misma en el aire.magnet.N.fsu. Por eso.) El Poder de resolución esta dado por la formula: Poder de resolución= λ 2x A.46 Figura 19 Objetivo donde se visualiza el aumento y la apertura numérica El poder de resolución depende de la longitud de onda ( λ ) y de la apertura numérica del objetivo (A. A mayor aumento del objetivo la distancia de trabajo disminuye.html La distancia de trabajo focal de un objetivo. es el espacio que existe entre la superficie de la lente del objetivo y la laminilla. Figura 21 Distancia Focal http://micro. la imagen se percibe más pequeña. Los objetos en el lado izquierdo del campo microscópico se encuentran realmente al lado derecho. A medida que se aleja el objeto del foco. Los objetos que aparecen en la parte inferior del fondo del campo microscópico se encuentran realmente en la parte superior. Si el objeto se coloca a distancia mayor del foco.47 Cuanto más pequeña es la distancia focal de una lente tanto mayor es su aumento. una vez se encuentre enfocada la preparación. . mientras que si el objeto se localiza a una distancia menor del foco la imagen será virtual. Como determinar la posición de los objetos observados Los objetos que se observan en el campo microscópico se pueden localizar en relación con las manecillas del reloj.magnet.edu/primer/java/lenses/simplethinlens/index.fsu. se obtiene una imagen real invertida. Refracción de la luz Figura 23 Refracción de la Luz . Si se mueve el portaobjetos hacia usted. el objeto examinado se alejará. el objeto examinado se desplazará hacia la izquierda.48 Desplazamiento del objeto Si se mueve el portaobjetos hacia la derecha. Formación de la imagen real invertida Figura 22 Formación de la imagen invertida Las imágenes se observan invertidas por las lentes. 1. Al observar una muestra a través del microscopio. cuyos índices de refracción son 1.49 Figura 23 Refracción de la Luz La distancia focal de una lente depende del índice de refracción del material del cual está hecha y del medio que envuelve la lente. cambian de dirección y de velocidad a estos cambios se les conoce como refracción de la luz. . 1. pero cuando caen sobre la superficie de un medio de diferente densidad.33. Los rayos de luz procedentes de los objetos sumergidos en el agua se desvían al atravesar dos medios de diferente densidad (agua-aire). . los rayos de luz tienen que atravesar estos medios y son refractados cambiando su dirección.0. originando este efecto de refracción. Por ejemplo si introducimos un lápiz en un vaso con agua. En la práctica de microscopía encontramos diferentes medios: aire. 1. el lápiz se verá cortado al pasar del agua al aire. a la del medio en el cual se venía propagando. que tiene un índice de refracción igual al de la lente y evita la refracción de los rayos luminosos.51. Cuando los rayos de luz se mueven en un medio homogéneo como el aire.54 respectivamente. aceite de inmersión. se propagan en línea recta. Figura 24 Corrección de la refracción de la Luz Al aplicar el aceite inmersión se entre el preparado y la lente. agua aceite de inmersión y vidrio. se debe usar una unidad llamada micra. Para medir el campo de visión de un microscopio. El diámetro de este campo es su medida. El campo de visión de un microscopio es la zona circular que se observa al mirar la preparación bajo un determinado aumento. en otras palabras. se debe usar una unidad llamada micra. hay 1000 micras en un milímetro.50 Campo de Visión Figura 25 Campo de visión Fuente Carmen Eugenia Piña El campo de visión de un microscopio es la zona circular que se observa al mirar la preparación bajo un determinado aumento. El diámetro de este campo es su medida. Cálculo del diámetro del campo de visión Para calcular el diámetro del campo de visión para un determinado aumento hay que seguir los siguientes pasos: Figura 26 montaje de papel milimetrado Fuente Carmen Eugenia Piña . Para medir el campo de visión de un microscopio. Una micra equivale a 0.0001 mm.0001 mm. hay 1000 micras en un milímetro. Una micra equivale a 0. en otras palabras. mover la muestra hasta lograr que la línea 0 mm quede en el borde izquierdo del campo visual Figura 27 Papel milimetrado con aumento de 4X Fuente Carmen Eugenia Piña d) Enfocar con el objetivo de menor aumento 4X hasta que se vea con claridad. El resultado será el diámetro del campo visual para ese aumento (objetivo x ocular). b) Ponerlo sobre la abertura central del portaobjetos c) Observando por el ocular y con el objetivo de 4X. Figura 27 a Papel milimetrado con aumento de 4X Fuente Carmen Eugenia Piña f) Contar el número de milímetros que se ven (recuerde que la distancia entre dos líneas es un milímetro) y estimar aproximadamente la fracción sobrante. Esta distancia s e conoce como distancia de trabajo y es tanto menor cuanto mayor es el poder de aumento del objetivo e) Medir el campo visual haciendo coincidir una de las líneas del papel milimetrado con el borde del campo de visión. .51 a) Recortar un cuadrado de 1 cm de lado de papel milimetrado. Enfocar la preparación quiere decir situarla a la distancia del objetivo que permite su observación nítida. si la hay. el campo será la mitad. el campo será menor. Por tanto. Frescas ligeramente modificadas: Las muestras se pueden diluir con agua o con agua con sal.01mm Preparaciones o montajes Las preparaciones pueden ser de varios tipos: a. (inversamente proporcionales). el diámetro será la tercera parte. se verá menos de la muestra que estemos observando. La muestra se observa sin modificar. si el aumento es el triple. Tabla 1 Equivalencia mm en micras Medida en mm (escala del portaobjetos) 1mm 0.1 mm 0. Permite observar la movilidad de los microorganismos vivos. esta última evita que la presión osmótica del medio no sea demasiado baja. con objetivos de inmersión Tamaño de las marcas (divisiones) grandes medianas más pequeñas Equivalencia en µm 1000 µm 100 µm 10 µm . meiosis. Estas preparaciones se observan sin cubreobjetos y. Frescas: Son montajes generalmente húmedos. hay que tener en cuenta que cuanto mayor sea el aumento. Para evitar la evaporación se puede sellar el espacio que hay entre el portaobjetos y el cubreobjetos con vaselina o alguna sustancia similar. la formación d esporas. Se utiliza también para observar procesos como la mitosis. De forma que. Fijadas y teñidas: Se coloca una suspensión homogénea de microorganismos en una gota de agua sobre el portaobjetos y se fija (mediante calor o agentes químicos) y después se tiñen mediante diferentes técnicas. Para realizar un montaje húmedo se debe verter una gota de agua o del líquido que contiene los microorganismos en el centro de una lámina portaobjetos y cubrirlo con una laminilla cubreobjetos. es decir. bastará con realizar un sencillo cálculo matemático para saber el nuevo diámetro. si el aumento es el doble.52 g) Si queremos calcular el diámetro del campo de visión para aumentos mayores. etc. b. Se puede aplicar un colorante o reactivo para observar mejor las estructuras. diluida o concentrada. habitualmente. Marque D si ninguno de los postulados se deduce de la tesis.com/geopal/biologia_2b/unidades/ejercicios/act1tctema2. de movimiento. TESIS: La célula es la unidad fundamental de la vida. POSTULADO II: Tiene capacidad de autorregulación. conforme a la siguiente instrucción: Marque A si de la tesis se deducen los postulados I y II. de digestión. Actividad de Transferencia De clic en la siguiente dirección y realice la actividad. de comunicación. Marque B si de la tesis se deduce el postulado I.htm . de respiración. Es la estructura más pequeña y altamente organizada del cuerpo capaz de realizar todos los procesos que definen la vida. de responder ante diferentes estímulos. POSTULADO I: Las células son autónomas y responsables del funcionamiento de todos los organismos vivos. Usted debe analizar si los postulados se deducen lógicamente de la afirmación y selecciona la respuesta en su hoja de cotejo. de reproducción. http://personales. identificados con POSTULADO I y POSTULADO II. Marque C si de la tesis sólo se deduce el postulado II.ya.53 Actividad de Profundización PREGUNTAS DE ANÁLISIS DE POSTULADOS La pregunta que encontrará a continuación constan de una afirmación VERDADERA (tesis) y dos postulados también VERDADEROS. .54 Lección 7 Estructura y función en Procariotas y Eucariotas Actividad de Reconocimiento Compare los dos esquemas y describa las principales diferencias que observa entre ellas. Compare luego sus aciertos al estudiar la lección Figura 28 Comparación celúla procariota y eucariota Fuente Carmen Eugenia Piña La célula es la unidad fundamental de la vida. tienen capacidad de autorregulación. capaz de realizar todos los procesos que definen la vida. Las células poseen una estructura altamente organizada. Es la estructura más pequeña del cuerpo. . El tamaño y la forma varían con las funciones celulares. que es la célula más grande del cuerpo. de reproducción. de respiración.55 de responder ante diferentes estímulos. de movimiento. Todas las células constan de tres partes principales: la membrana citoplasmática. mientras que organismos como las plantas y los animales están formados por muchos millares de células organizadas en tejidos y órganos con funciones específicas. Diferenciación entre células procariotas y eucariotas Existen dos tipos básicos de células según la evolución del mundo biológico y el grado de complejidad en su organización: procariotas y eucariotas Las células procariotas Figura 29 Esquema de una célula procariota Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L. no es más grande que el punto situado al final de esta frase. La mayoría de las células son invisibles para el ojo humano. de digestión. En los organismos unicelulares como los protozoos y las bacterias la célula es autónoma. el citoplasma y una región nuclear que alberga el material genético. Hasta el óvulo femenino. de comunicación. aunque no todas las células pueden realizar todas estas funciones. realiza todas las funciones. Los ribosomas son de menor tamaño. Tienen tamaños muy variables que van desde los 10 hasta los 100 micrómetros. Su citoplasma no posee estructuras membranosas. Otros orgánelos de importancia capital para las eucariotas son las mitocondrias y los cloroplastos. y el aparato de Golgi que están ausentes en las procariotas. por eso tienen centríolos. Presentan citoesqueleto . Se dividen por bipartición. que faltan en los procariotas. Poseen estructuras membranosas como el retículo endoplasmático. los vegetales. Las eucariotas se dividen por división mitótica. Son células características de seres como las bacterias. Tienen tamaños comprendidos entre 1 y 10 micrómetros (1 micrómetro equivale a 1/1000mm).56 Características Carecen de membrana que rodee el material genético el cual se halla más o menos disperso en el citoplasma. Poseen un solo cromosoma. Son células características de los animales. Las células eucarióticas Figura 30 Características Presentan una membrana nuclear que delimita el espacio donde se encuentra el material genético. No poseen citoesqueleto. Los ribosomas son de mayor tamaño. los protistos y los hongos. B=2. D=4 A=2. Extraer la energía de las moléculas alimenticias y almacenarla en forma de ATP A. D=3 . B. B=4. D=1 A= 3.edu.57 Actividad de Profundización Las células que poseen las siguientes características pertenecen a las células eucarióticas animal. D=2 A=4. Proteger las células y mantener las condiciones necesarias para el desarrollo de las funciones vitales 4. Dar forma y sostén a la célula 3. C.htm y realice la interactividad. Mitocondria. desarrollan un proceso de nutrición autótrofo tienen mayor numero de lisosomas dependen de la molécula orgánica que toman del exterior presentan centríolos Actividad de Transferencia De clic en la siguiente actividad http://www. excepto una: A. C=1. C. A=1. Núcleo Función 1.co/curso_biologia/interactiv_celula. B. B=3. B=3. C=1 . Citoesqueleto D. Lección 8 Estructuras y organelos de la célula eucariótica Actividad de Reconocimiento En la siguiente tabla se muestra en la columna de la derecha algunas de las estructuras celulares y en la columna de la izquierda las funciones que desempeñan Seleccione la respuesta que contenga la función correcta para la estructura Estructura A. Membrana Celular C. Crecimiento y reproducción celular 2. D. B. D.unad. C=2. C=4. atraviesan la capa de lípidos. Por una de sus caras. hacia el citoplasma o hacia el líquido extracelular y el extremo hidrofóbico no polar o lipófilo (amigo de los lípidos. Nicolson. Si se adosan en ambas caras de la superficie reciben el nombre de proteínas extrínsecas y si. reciben el nombre de proteínas intrínsecas o integrales. respectivamente. por la otra. la membrana está formada por una doble capa lipídica a la que se adosan moléculas proteicas.58 Figura 31 Célula eucariótica vegetal Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L. proteínas e hidratos de carbono en proporciones aproximadas de 40%. Los lípidos que forman la membrana son principalmente fosfolípidos. Los glicolípidos tienen función estructural. Singer y G. en las reacciones antígeno-anticuerpo y en la transducción de señales. Los fosfolípidos en contacto con el agua forman una capa doble de moléculas de manera que el extremo hidrofílico o polar (amigo del agua) se dispone hacia el exterior de la célula. 50% y 10%. El otro componente de la membrana plasmática son los hidratos de carbono: glicoproteínas y glicolípidos según se unan a proteínas o lípidos. por el contrario. lecitinas y colesterol. Las glicoproteínas forman el glicocáliz que es una capa densa de carbohidratos que cubre la cara externa de la membrana plasmática y participan en los procesos de endocitosis. repelente al agua) se dispone dentro de la bicapa. Según el modelo de membrana "Modelo de mosaico fluido" propuesto en 1972 por J. también encontramos cefalinas. . esta membrana se encuentra en contacto con el medio extracelular. La Membrana Plasmática o Celular En la superficie de la célula hay una capa citoplasmática muy delgada que forma una envoltura continua: la membrana plasmática que separa la célula de su medio externo. con el citosol. es decir. La membrana citoplasmática está compuesta de lípidos. es tanto mayor cuánto más alta es la temperatura ambiente y las cadenas de ácidos grasos estén menos saturadas y sean más cortas. La estabilidad y estructura básica de la membrana se mantiene gracias al colesterol que se une a los fosfolípidos mediante enlaces débiles. Regular los intercambios de sustancias entre el medio exterior e interior.59 Figura 32 Membrana Plasmática http://www.maricopa. sus funciones básicas son: Proteger las células y mantener las condiciones necesarias para el desarrollo de las funciones vitales. pero además controla la actividad celular.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookCELL2. EL control de las reacciones bioquímicas que ocurren en la célula (por enzimas que aceleran o retardan las reacciones químicas) Actuar como marcadores que identifican a las células para su reconocimiento por otras sustancias u hormonas.html#The%20Cell%20Membrane La estructura de la membrana no es estática y tanto los lípidos como las proteínas tienen gran libertad de movimientos (se comporta como un fluido). La movilidad de los lípidos en el plano de la bicapa que forman. Comunicar a la célula con otras células Mantener la identidad celular Recibir y transmitir información . manteniendo la estructura de la bicapa Los compuestos proteínicos de la membrana desarrollan las siguientes funciones: El transporte selectivo de sustancias (iones. moléculas polares) de un lado a otro de la membrana.emc. Funciones de la membrana celular La membrana mantiene la integridad estructural de la célula. La absorción de agua y minerales a través de las raíces de las plantas ocurre a través del . Hay canales que permanecen abiertos y otros que solo se abren cuando llega una molécula portadora que se une a las moléculas e induce a una variación de la configura ción que abre el canal.60 Tipos de transporte a través de la membrana El transporte a través de la membrana ocurre por dos mecanismos transporte activo y transporte pasivo. Difusión facilitada: es la difusión de moléculas y los iones solubles en agua a través de la membrana. Cl. E. Ósmosis: cuando 2 disoluciones se encuentran separadas por una membrana semipermeable el solvente (agua) pasa a través de la membrana desde la región de mayor concentración de solvente hacia la de menor concentración hasta igualar las concentraciones. las moléculas de la sustancia (soluto) con mayor concentración atraviesan la membrana hacia la solución menos concentrada para igualar las concentraciones de soluto. el oxígeno. se realiza a favor del gradiente (es decir. Los neurotrasmisores atraviesan la membrana de esta forma. No requiere gasto de energía celular. Las proteínas pueden formar poros o canales con diámetros específicos y cargas eléctricas que permiten el paso selectivo de iones. algunas hormonas esteroideas. Es así como la difusión puede ser facilitada por proteínas portadoras que se unen a las moléculas facilitando la apertura del canal y su paso a través de la membrana. Transporte pasivo Es un proceso de difusión de sustancias a través de la membrana. o bien cuando ocurren cambios en la polaridad de la membrana. con la participación de las proteínas de la membrana. atraviesan la membrana de esta forma. Ejemplo: El agua. Ca2+. por lo tanto no existe tendencia del agua a entrar o salir de éstas. La ósmosis es clave para la supervivencia de los seres vivos. moléculas solubles en lípidos como las vitaminas A. Los iones de Na+. de presión o de carga eléctrica. K+.atraviesan la membrana de esta manera. de donde hay más hacia donde hay menos) de concentración. La concentración de agua dentro y fuera de las células animales es igual (isotónica). Hay varios mecanismos de transporte pasivo: Difusión simple: si dos sustancias de diferente concentración se encuentran separadas por una membrana semipermeable. el dióxido de carbono. Mecanismo de transporte activo para moléculas de bajo peso molecular Para el transporte de moléculas de bajo peso molecular y en contra del gradiente se requiere la ayuda de las proteínas de transporte denominadas bombas. Según la naturaleza de las partículas englobadas. Transporte activo En el proceso de transporte activo también actúan proteínas de membrana. Una vez las partículas o sustancias dentro de la invaginación se produce la estrangulación de la invaginación originándose una vesícula que encierra el material ingerido el cual es transportado al interior del citoplasma. del quilo alimenticio en las microvellosidades intestinales . Se produce cuando el transporte se realiza en contra del gradiente electroquímico.61 mecanismo de ósmosis. Pinocitosis. Implica la ingestión de líquidos y partículas en disolución a través de una invaginación de la membrana plasmática que forma pequeñas vesículas o vacuolas que luego se introducen al citoplasma con los líquidos ingeridos. igualmente la reabsorción de agua y minerales en el riñón. La bomba de Na+/K+ requiere una proteína de transporte que bombea Na+ hacia el exterior de la membrana y K+ hacia el interior. por ejemplo. Son ejemplos de transporte activo la bomba de Na+/K+. para transportar las moléculas al otro lado de la membrana. Las proteínas de transporte utilizan energía para mover las moléculas en contra del gradiente de concentración. pero éstas requieren energía celular en forma de ATP. se distinguen diversos tipos de endocitosis: pinocitosis y fagocitosis. ácidos grasos y aminoácidos. y la bomba de Ca. por su similitud con las bombas de agua.++ . La absorción de minerales en las plantas es un ejemplo de transporte activo Mecanismos de transporte activo para moléculas de elevado peso molecular Existen dos mecanismos principales para el transporte de estas moléculas en contra del gradiente: endocitosis y exocitosis La endocitosis es un proceso de incorporación de sustancias del medio externo a la célula mediante una invaginación en la superficie exterior de la membrana que engloba las partículas o líquidos a ingerir. La pinocitosis incorpora grandes moléculas como glúcidos. Exocitosis La exocitosis es el proceso contrario a la endocitosis. es decir. Aplicaciones y análisis de casos en el proceso de transporte a través de la membrana Tanto las células animales como vegetales deben vivir en un medio isotónico. o proteínica. Cuando una célula se encuentra en un medio externo que posee una mayor concentración que su medio interno. tomará moléculas de agua del medio externo y se hinchará mediante un proceso llamado turgencia. la concentración del medio en que se encuentra la célula es igual a la concentración del medio interno de la célula) porque de lo contrario se ven afectados por la ley de la ósmosis. Las macromoléculas contenidas en vesículas citoplasmáticas creadas por el aparato de Golgi. Las partículas incluidas en la vacuola son digeridas por enzimas digestivas llamadas lisosomas. En este caso. o de microorgansimos a través de extensiones de la membrana plasmática. . la célula intentará adaptarse al medio expulsando moléculas de agua de su citoplasma al medio externo. (es decir. los leucocitos para destruir bacterias y las células de microglía del sistema nervioso que destruyen y eliminan las neuronas muertas por heridas o por envejecimiento. La célula reaccionaría buscando el equilibrio. ocurre cuando una macromolécula o una partícula debe pasar del interior al exterior de la célula. se dice que es hipertónico con respecto a la célula. Cuando la célula se encuentra en un medio externo con una concentración salina. En toda célula existe un equilibrio entre la exocitosis y la endocitosis para que quede asegurado el mantenimiento del volumen celular. secreción de hormonas son vertidas hacia el líquido extracelular por este mecanismo. denominadas pseudópodos los cuales engloban las partículas. luego los extremos de los pseudópodos se fusionan dando origen a una vesícula o vacuola alimenticia con las partículas dentro. con lo cual. menor que en su citoplasma o medio interno. la membrana plasmática y la vesícula se fusionan y la vesícula vierte su contenido al medio extracelular. se desplazan hasta la membrana plasmática.62 La fagocitosis implica la incorporación de partículas grandes. La fagocitosis la realizan las amebas en su proceso digestivo. Tiene como objetivo la excreción de sustancias. diríamos que el medio externo es hipotónico con respecto a ella. Es un fenómeno reversible. se hincha hasta que finalmente se puede producir la lisis o rompimiento. Este fenómeno originaría una deshidratación en la célula llamado plasmólisis. Productos de desecho de la digestión celular. Las hojas de lechuga se ponen turgentes cuando se dejan en agua y luego al aliñar la ensalada se arrugan. proteínas y otros solutos. Si regáramos una planta con agua de mar. Si se administra a los glóbulos rojos una solución de mayor concentración de solutos. el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso: las hojas pierden agua pues ésta se desplaza al medio externo (de mayor concentración salina) por ósmosis. sufrirían una plasmólisis y por consiguiente. deformándose debido a que se ha producido la salida de parte del agua de su citoplasma al medio externo debido a la ley osmótica. atravesando sus membranas celulares que son semipermeables. Al dejarlas en agua se están colocando en un medio hipotónico. por lo que mediante un proceso osmótico entrará agua al interior de las células de la lechuga. así como de todas las células de mamífero en general. En este caso los glóbulos rojos sufren un cambio en su morfología discoidal. morirían. las células de los pelos de las raíces (por donde se capta el agua y las sales minerales). Figura. al tratar de buscar el equilibrio entre los medios se deshidrataría. La concentración del interior celular del glóbulo rojo. Las soluciones que se administran vía venosa deben ser isotónicas para los eritrocitos en esta situación no hay entrada ni salida neta de agua a los eritrocitos u otras células sanguíneas (equilibrio osmótico). Esta falta de agua produce un arrugamiento celular y una pérdida de volumen debido al fenómeno de plasmólisis como lo demuestran los arrugamientos de su membrana que deja de estar tersa. Los glóbulos rojos normalmente tienen una forma bicóncava y se encuentran suspendidos en un líquido denominado plasma que contiene sales. lo que da lugar a que se arruguen las hojas. equivale a una concentración de NaCl de 154 mM. 33 Eritrocitos . Al añadirle la sal del aliño. el glóbulo rojo se deshidrata y su volumen disminuye. se producirá por tanto el proceso de turgencia.63 Ejemplos. Citoplasma forma un fluido viscoso que circunda el núcleo y está limitado por la membrana plasmática. carbohidratos entre otros. si se lava con agua destilada. La función del citoplasma está relacionada con los procesos metabólicos encargados de las síntesis de compuestos como aminoácidos. el agua entra al glóbulo rojo . Las principales funciones son: crecimiento y reproducción celular. cuando el glóbulo rojo es colocado en una solución hipotónica o de menor concentración de solutos. en cambio. además de un sistema de membranas el retículo endoplasmático. no se altera el equilibrio osmótico de las células. El Núcleo Figura 34 El núcleo Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L El núcleo es el organelo que gobierna todas las funciones de la célula. Se compone básicamente de agua y numerosas sustancias minerales y orgánicas disueltas en solución coloidal. los lisosomas. Las sustancias minerales contenidas están ionizadas. éste se hincha. unos gránulos los ribosomas y vacuolas en células vegetales. por lo que sufrirán una entrada masiva de agua por procesos osmóticos. carbohidratos. se las somete a un medio muy hipotónico. que las perjudica. orgánelos como las mitocondrias. sodio. lípidos. como se observa en la Figura lV Por este motivo cuando se produce una herida resulta conveniente lavarla con suero salino (de igual composición salina que el plasma sanguíneo). calcio y magnesio. ácidos nucleicos. pudiendo llegar a destruirlas. por lo que no sufrirán daño. en dosis extremadamente exactas. el núcleo. como el agua. En el citoplasma de la célula eucariota encontramos el citoesqueleto. Las sustancias orgánicas son básicamente proteínas y en menor proporción lípidos. almacenamiento y . Al lavar un herida (células vivas) con suero salino. resultando perjudicial lavarla con agua destilada.64 Por el contrario. se produce lisis o rotura de los glóbulos rojos debido a la entrada de agua del medio externo al interior de la célula. Sobre todo hay potasio. Cromatina y Cromosomas Figura 35 El Cromosoma. según sea la etapa en que se halle la propia célula. estas células se denominan haploides. el DNA se encuentra combinado con proteínas como las histonas. Durante la división celular o mitosis la cromatina se condensa en cromosomas susceptibles de ser coloreados y observados al microscopio óptico. No se conoce todavía de modo exacto la estructura de cada cromosoma. . mientras que en las procariotas no existe dicha membrana. trasmisión de la información genética. En las células eucariotas está rodeado por una membrana nuclear. Esta combinación de DNA y proteínas se llama cromatina. pero se supone que cada uno de ellos consta de una o varias dobles hélices de ADN.65 organización de los genes. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L La cromatina que se puede observar durante la interfase a través del microscopio electrónico como filamentos muy delgados y retorcidos está constituida por ADN. dándole una apariencia fibrilar. El núcleo de una célula eucariota puede presentarse en dos formas distintas. se localiza en el centro de la célula y suele tener una forma redondeada o elíptica en las células prismáticas. Los cromosomas tienen como función portar los factores hereditarios o genes y trasmitir la información genética de una célula a otra sin modificarla ni empobrecerla. pero se reduce a la mitad en las células sexuales o gametos. esta transmisión ocurre durante la división de la célula. por lo que el material nuclear está disperso en el citoplasma. El número de cromosomas de cada célula es constante para cada especie. varias veces envueltas sobre sí mismas. En las células eucariotas al núcleo también se le llama carioplasma. frente a la denominación de diploides que tienen las demás células. En las células que no están en división y consecuentemente su núcleo no está en proceso de transformación. A raíz de este fenómeno. que al parecer atraviesa al nucleolo. Un cromosoma está formado por dos cromátidas. Es así como su número y tamaño aumentan durante la síntesis de proteínas. En las cromátidas también se observa un cinetócoro que es el centro organizador de microtúbulos que se forman durante la mitosis y que ayudan a unir los cromosomas con el huso mitótico. La función del nucleolo es la síntesis de ribosomas. Cuando la célula eucariota permanece sin dividirse (período de interfase). Durante la división celular el nucleolo desaparece. del tipo celular y del estado fisiológico de la célula. ARN y ADN.66 proteínas y ácidos nucleicos. El nucleolo está compuesto por de proteína. el nucleolo se puede observar al microscopio óptico como un organelo de color más oscuro. El tamaño y la morfología de los nucleolos varía en función de la especie. En cada una de ellas hay un nucleofilamento de ADN replegado e idéntico en ambas cromátidas. Se trata de un sistema de membranas cuyas dimensiones . El Retículo Endoplasmático Figura 36 Retículo endoplasmático Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L Se encuentra en todas las células eucariotas y ocupa hasta el 10% del espacio interior de éstas. En las células procariotas el nucleolo está ausente. Las cromátidas están unidas a través del centrómero. pero cuando la célula entra en división la cromatina se organiza en estructuras individuales que son los cromosomas Un cromosoma es una molécula de ADN muy larga que contiene una serie de genes. El Nucleolo Se encuentra dentro del núcleo de células eucarióticas aparentemente sin membrana delimitadora y asociado con una región específica de un cromosoma llamado organizador nuclear. de tamaño pequeño (1 a 7 micrómetros) y de forma redondeada. o incluso aislados en el plasma. Son unos gránulos cuyas dimensiones se miden en millonésimas de milímetro. Ribosomas Son organelos compactos y globulares.67 dependen del estado fisiológico de la célula: es más reducido en las células poco activas o poco diferenciadas. es decir. en . se hallan. Figura 37 Ribosoma Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L En los ribosomas tiene lugar la síntesis de proteínas. El retículo endoplasmático forma una red de pequeños canales múltiples. generalmente en gran número. Su función consiste en transportar materiales dentro de la célula a manera de un sistema circulatorio. que atraviesan el citoplasma y van desde la membrana nuclear hasta la membrana plasmática. En puntos diversos forma pequeñas cavidades o vesículas. La membrana externa puede ser rugosa. con la presencia de ribosomas y se denomina retículo endoplasmático rugoso. la unión de los aminoácidos de una proteína siguiendo una secuencia establecida genéticamente. Están compuestos por ARN y proteínas. El retículo endoplasmático liso es responsable de: la síntesis de fosfolípidos y colesterol y el procesamiento de sustancias tóxicas procedentes del exterior de la célula. El espacio que queda limitado en el interior se denomina lumen. o lisa carente de ribosomas y en este caso se denomina retículo endoplasmático liso. se encuentran tanto en las células procariotas como en las eucariotas. y está constituido por una doble lámina que limita dos espacios: el citoplasmático y el reticular. Mitocondrias Son minúsculos orgánelos celulares. se hallan situados sobre las membranas del retículo endoplasmático rugoso o sobre la cara externa de la membrana nuclear. La actividad del retículo endoplasmático rugoso está estrechamente relacionada con la síntesis de proteínas y viene determinada por la presencia de ribosomas. comunicantes entre sí. El proceso de oxidación de alimentos se constituye en la respiración celular aerobia. bióxido de carbono y agua Glucosa + 6O2 CO2 + 6H2O + 36 ATP Aparato de Golgi Es un organelo común a todas las células eucariotas y está especialmente desarrollado en aquellas que tienen actividad secretora. Contiene numerosas proteínas que regulan los intercambios de sustancias con el citosol (parte líquida del ciptoplasma). Contiene numerosas proteínas de transporte y otras con funciones muy especializadas. ésto se lleva a cabo a través de la respiración celular. ovalado. Las mitocondrias se constituyen en fábricas de energía celular. . Observadas al microscopio electrónico presentan dos membranas separadas Figura 38 Mitocondria Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L La membrana interna presenta crestas o repliegues hacia el interior que aumentan la superficie de la membrana. En este proceso. se transfieren electrones desde la glucosa (molécula proveniente del alimento) hasta el oxígeno molecular para producir energía. Se destacan las proteínas de canal. dicha energía es utilizada en todos los procesos metabólicos. Las mitocondrias Suelen tener forma de saco tubular. como los complejos que forman la cadena respiratoria y el ATP (trifosfato de adenosina) La membrana externa.68 casi todas las células vegetales y animales (células eucariotas). y consiste en una serie de reacciones catalizadas enzimáticamente y tiene como propósito la producción de energía biológicamente útil ATP en células que viven en presencia de oxígeno. las cuales forman grandes poros que la hacen muy permeable. ellas extraen la energía de las moléculas alimenticias y la almacenan en forma de ATP. delimitadas por una membrana. Actúan como almacenes de productos tóxicos para la célula. casi siempre es superior al 30%.69 Figura 39 Aparato de Golgi Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L El aparato de Golgi se deriva del retículo endoplasmático y está constituido por una serie de cavidades planas paralelas. . En organismos unicelulares sirven para realizar el proceso digestivo. Intervenir en la formación de los lisosomas Vacuolas Las vacuolas son organelos abundantes en las células vegetales y bastante escasos y muy pequeños en las células animales. en cuya periferia hay unas vesículas llamadas asimismo de Golgi. Intervenir en los procesos de secreción y la excreción celular Proteger a la célula de la acción tóxica de determinadas sustancias. de hecho. Están rodeadas de una membrana denominada tonoplasto y en su interior se encuentra una sustancia fluida de composición variable. En las células vegetales las vacuolas intervienen en los siguientes procesos: Constituyen reservas de sustancias nutritivas (azúcares. Desempeñan funciones muy diversas. Las vacuolas pueden ocupar entre un 5 y un 90% del volumen celular. hasta el punto de que en una misma célula pueden encontrarse vacuolas con funciones distintas. de lípidos) Empacar esas sustancias en las vesículas con el fin de llevarlas al interior del propio citoplasma o a su parte exterior. aunque. que están a disposición de las necesidades de la célula. Dan soporte a la célula. La función del aparato de Golgi consiste en: El aislamiento dentro del citoplasma y mediante una membrana. grasas). Eliminan el exceso de agua que entra a la célula. de algunas sustancias (por ejemplo separa proteínas. Contribuyen al crecimiento de los tejidos. como las sustancias nutritivas que deben digerirse. las oxidasas utilizan el oxígeno molecular para eliminar átomos de hidrógeno de los sustratos. Degradar el peróxido de hidrógeno sustancia que es muy tóxica para la célula. Su función principal es formar las fibras del huso acromático en el proceso de división celular . por acción de la enzima catalasa. son esféricas. rodeados por una membrana. Son más abundantes en células animales. Las funciones de los peroxisomas son: Llevar a cabo reacciones oxidativas de degradación de ácidos grasos y aminoácidos por acción de las oxidasas. aunque. Como resultado de esta oxidación en unos casos se obtiene agua y en otros peróxido de hidrógeno. Es así como. Peroxisomas Están presentes en las células eucariotas y pueden encontrarse dispersos por el citoplasma o bien estrechamente relacionados con otros organelos como mitocondrias o cloroplastos. Son organelos pequeños y esféricos.70 Lisosomas Los lisosomas son organelos característicos de las células eucariotas. Digerir organelos de la propia célula defectuosos. contienen: enzimas oxidasas y catalasas. con la producción de agua y oxígeno. por lo general. gran parte del etanol que bebemos es detoxificado por peroxisomas de células hepáticas) Centrosomas y Centríolos Los centrosomas están constituidos por un par de centriolos presentes en células animales. Esas macromoléculas pueden proceder del exterior de la célula por endocitosis. Los lisosomas se encargan de: La hidrólisis de macromoléculas. Intervenir en reacciones de detoxificación (por ejemplo. Son pequeñas vesículas de forma y tamaño variables. Los lisosomas están limitados por una membrana y en su interior. contienen enzimas como lipasas y nucleasas. que no funcionan bien o que envejecen Destruir microorganismos como virus o bacterias nocivos para la célula. los cuales se conectan entre sí formando una red de cavidades. Los tilacoides tienden a formar apilamientos denominados grana.71 Figura 40 Centriolos y centrosomas Los centriolos se encuentran en número par. Dentro del estroma se localizan unos sáculos aplanados y membranosos. cuando desempeñan su función principal consistente en la producción del huso mitótico. Plastos o Plastidios Los plastos se encuentran exclusivamente en las células vegetales. y la interna lisa. Observado con el microscopio electrónico. tienen forma de disco o esférica limitados por una membrana doble. menos permeable que la externa y con numerosas proteínas especializadas en el transporte selectivo de sustancias. La pared del centriolo está constituida por una serie de agrupamientos de túbulos. así como otros pigmentos. cada centriolo aparece como un cilindro hueco. Forman también los cilios y flagelos de las células. La membrana interna contiene un semifluido denominado estroma compuesto de enzimas. a los cuales en forma individual se les llama tilacoides y contienen el pigmento verde o clorofila.Los centriolos se hacen visibles durante la división celular. Están rodeados por una membrana doble: la externa que presenta plegamientos o crestas y es muy permeable. Se agrupan en tres tipos: cloroplastos. . con un diámetro de 0.15 micras y una longitud de 0. leucoplastos y cromoplastos. Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L Los cloroplastos son característicos en vegetales y en algunas algas unicelulares.5 micras. ADN y ribosomas. es decir sin crestas. son muy pequeños y de difícil observación en el período de interfase. Figura 41 El cloroplasto. Participar en la división celular al mover los cromosomas hacia las células hijas y al contraer el citoplasma para su división. Sirve de protección contra la desecación y de defensa contra bacterias y otros patógenos Diferencias entre la célula eucariota vegetal y animal La célula eucariota vegetal Utiliza la materia inorgánica para sintetizar compuestos orgánicos. cutina. Leucoplastos: son estructuras incoloras o blancas que almacenan almidón. Aprovecha la energía lumínica para que tenga lugar el proceso anterior. lignina. grasa. filamentos y microtúbulos gruesos. Contiene plastos. proteínas y otras sustancias. Ayudar al sostén. Utiliza después la energía química de las moléculas orgánicas que ella ha sintetizado. la cáscara y la pulpa de muchos frutos y son organelos con pigmentos de diferentes colores. Presenta pared celular. Facilitar el movimiento celular ameboideo y de migración por acción del deslizamiento y ensamblado y desamblado de los microfilamentos y microtúbulos. Pared Celular Presente en las células eucariotas vegetales y fúngicas. secreción y traslocación. externa a la membrana plasmática. Desarrolla un proceso de nutrición autótrofa. y en menor cantidad de otras sustancias como la hemicelulosa. suberina. posición y movimiento de organelos. Tiene mayor número de vacuolas . Citoesqueleto Presente en células eucariotas está compuesto por una red de fibras protéicas en forma de microfilamentos.72 Los cloroplastos tienen como función realizar la fotosíntesis. sales minerales y ceras. transpiración. Cromoplastos: Dan color a las flores. Básicamente está compuesta de celulosa. La pared celular cumple un papel importante en la absorción. proteínas. los pectatos o pectinas. Las funciones del citoesqueleto son: Dar forma y sostén a la célula. excepto el verde. pinocitosis. endocitosis. meiosis. nutrición. eucariota. energía. sistemas de comunicación. digestión. ribosoma. membrana nuclear. función y diversidad. ° Mapa conceptual en Portafolio de desarrollo personal y enviado al tutor y socializado en el aula Virtual. movimiento. PDP Seguimiento: PDP por parte del tutor º Elabore un mapa conceptual socialícelo en pequeño grupo colaborativo a través del aula Virtual y luego incorpore ajustes basados en la realimentación resultante de la socialización. fotosíntesis. No aprovecha la energía lumínica en la síntesis de moléculas orgánicas. heterótrofa. procariota. respiración. . citoesqueleto. Presenta centríolos. estructuras membranosas. transporte de membrana. mitosis. ACTIVIDAD DE PROFUNDIZACIÓN Situación de salida/ Metas para competencia: El estudiante identifica. absorción. Depende de las moléculas orgánicas que toma del exterior y de la energía química que estas contienen. respuestas.73 La célula eucariota animal No puede sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas. mitocondrias. crecimiento. ADN lineal . Desarrolla un proceso de nutrición heterótrofa. asexual. ADN de cadena doble circular Los resultados de la actividad se incorporarán en su PDP y se publicarán en el aula Virtual para socialización y realimentación con el tutor y demás compañeros. Aspectos Situación didáctica procedimentales Situación Actividades de entrada: Producto Tiempo previsto de desarrollo: 6 h Carácter de la actividad: individual grupo colaborativo máximo de 3 personas Sistema de interactividades: Acompañamiento Tutorial en Grupo de curso asincrónica 1h Recurso tecnológico : aula virtual o materiales impresos Formato de objetivación/ productos: Informe con mapa conceptual Sistema de evaluación: Sumativa Heteroevaluación. autótrofa. sexual. describe y analiza con propiedad las características de los seres vivos. En su ejercicio deben aparecer los siguientes conceptos que se encuentran sin orden jerárquico y que usted debe reordenar y organizar jerárquicamente agregando las palabras enlace y los conectores: funciones de la célula. su estructura. Tiene mayor número de lisosomas. exocitosis. reproducción. relación. el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso: las hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo. al añadirle la sal del aliño. al añadirle la sal del aliño. Osmosis. entra agua al interior de las células de la lechuga para igualar concentraciones con la consecuente turgencia de las hojas. c. sale agua del interior de las células de la lechuga para igualar concentraciones con la consecuente turgencia de las hojas. al añadirle la sal del aliño.Difusión facilitada. lo que da lugar a su plasmolisis. entra agua al interior de las células de la lechuga para igualar concentraciones con la consecuente turgencia de las hojas. d. Nutrición d. Metabolismo c. el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso: las hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo. b. Este proceso se debe a que el agua es un medio hipotónico con relación a la savia de la lechuga por lo cual mediante el proceso de: a. el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso las hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo. Homeostasis b. sale agua del interior de las células de la lechuga para igualar concentraciones con la consecuente turgencia de las hojas. Difusión simple. al añadirle la sal del aliño. Se conoce como a. Osmosis. Respiración . el medio se convierte en hipertónico y ocurre el proceso inverso las hojas pierden agua pues esta se desplaza al medio externo Lección 9 Procesos Celulares Actividad de Reconocimiento El conjunto de reacciones químicas que ocurren al interior de las células y que le permite a los seres vivos desarrollar sus actividades vitales .74 Actividad de Transferencia Las hojas de lechuga se ponen turgentes cuando se dejan en agua y luego al añadir sal a la ensalada estas se arrugan. lo que da lugar a su plasmólisis. son reacciones endergónicas. reponer las partes de la célula que estén envejecidas y disponer de materias primas para las distintas actividades celulares y obtener la energía. se realiza a partir de la glucosa obtenida al ingerir los alimentos. Catabolismo (degradación) El conjunto de transformaciones bioquímicas que las células realizan a partir de moléculas energéticamente ricas. Estas reacciones consumen energía que se incorpora a la molécula sintetizadadora. el proceso comienza con la entrada de nutrientes del exterior. Un espacio cerrado para que se lleve acabo la transferencia de electrones. Son reacciones exergónicas. Respiración Anaeróbica Respiración propia de levaduras. Se produce energía química disponible para otras reacciones y se obtienen productos más simples. En las animales. Hay dos grupos de reacciones metabólicas: Anabolismo (síntesis) Es el conjunto de reacciones cuyo objetivo es la obtención de moléculas complejas y ricas en energía (glúcidos. Respiración celular Es una oxidación de moléculas orgánicas para suministrar energía a plantas y animales. este espacio es la mitocondria. º Metabolismo Es el conjunto de reacciones que se producen dentro de las células de los seres vivos. Hay dos tipos de respiración: respiración aeróbica y respiración anaeróbica. La energía obtenida se utiliza para unir un grupo de fosfatos de alta energía ADP y formar un portador de energía a corto plazo el ATP. Respiración Aeróbica El oxígeno libre se utiliza para oxidar moléculas orgánicas y convertirlas en bióxido de carbono y agua con alta liberación de energía. algunas bacterias anaerobias. Molécula receptora que es el oxígeno. estas reacciones son catalizadas por enzimas concretas. La respiración necesita: Monómeros de la grandes biomoléculas (glucosa). Moléculas transportadoras de electrones.75 º Nutrición Consiste en la captación de materia para crecer. Todos estos procesos se realizan mediante reacciones bioquímicas. ácidos grasos) a partir de moléculas simples. y ocasionalmente presente en los tejidos cuando no interviene el oxígeno. El sustrato orgánico no está totalmente oxidado y la producción de energía es baja al convertirse la glucosa de los tejidos musculares en ácido . La materia y la energía que proporciona la nutrición ponen en marcha todas las reacciones metabólicas. En las células vegetales la respiración se realiza a partir de la glucosa obtenida en la fotosíntesis. Moléculas transportadoras y receptoras de electrones Sucede: Al incidir la luz en la clorofila. Su objetivo es obtener moléculas orgánicas (glúcidos) a partir de moléculas inorgánicas. Formar moléculas de ATP que contienen en sus enlaces la energía química procedente de los electrones activados. Fase dependiente de la luz El cloroplasto capta la energía lumínica que se invierte en: Activar la clorofila para que se desprendan electrones. No requiere presencia de luz. proceso que permitirá producir almidón. Las moléculas transportadoras de electrones los llevan hacia el aceptor final. Fase independiente de la luz. los lípidos y los nucleótidos. . En el espacio cerrado del cloroplasto se intercambian los electrones sin dispersarse. que luego puede oxidarse cuando vuelve la presencia de oxígeno. se produce el desprendimiento de electrones activados. La eficacia es máxima.76 pirúvico por glucólisis y también en ácido láctico. Relación Consiste en captar las condiciones del ambiente y elaborar las respuestas más indicadas para sobrevivir en cada caso. La fotosíntesis es el paso previo de los seres autótrofos para obtener la materia que utilizará en procesos posteriores. Los glúcidos (glucosa. que se incorpora para formar glucosa. Se llama también fase de fijación del carbono porque se capta CO 2 atmosférico. Romper moléculas de agua. almidón) obtenidos se utilizarán también en la síntesis de otro tipo de biomoléculas como los aminoácidos. Para que esto ocurra se necesita: Luz Cloroplasto con pigmentos: cLección lorofila. Permite sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas sencillas con liberación de energía D. Su movimiento es vibrátil.77 Las células deben presentar sensibilidad respecto a ciertos estímulos como son: la luz. mediante el cual la glucosa por reacciones enzimáticas se convierte en dos moléculas de piruvato. Otro tipo de respuesta ante condiciones ambientales muy desfavorables. Ejemplo: el movimiento de corrientes citoplasmáticas que provocan que la célula se pueda desplazar. Las reacciones frente a estos estímulos son respuestas. o por una disminución de la tensión superficial. Cilios y flagelos: son tubos redondeados. Se origina por variaciones de la viscosidad del citoplasma al pasar del estado de sol al de gel. las sustancias químicas. las esporas absorben agua. Es la transformación de moléculas orgánicas complejas en moléculas sencillas con liberación de energía . Actividad de Profundización El metabolismo se divide en dos procesos contrarios y relacionados entre si (conjugados): catabolismo y anabolismo. Permite sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas sencillas con requerimiento de energía C. activan su metabolismo y la célula se reproduce. capaces de seguir otras vías metabólicas y así entregar energía al organismo. Es la transformación de moléculas orgánicas complejas en moléculas sencillas con requerimiento de energía B. que salen desde la membrana plasmática y se prolongan fuera de la célula. su cantidad es menor (puede haber solo uno) y su movimiento es suave. Un ejemplo de catabolismo es la glucólisis. es el de algunas células que producen esporas (estructuras muy resistentes) las cuales engloban una parte del citoplasma y el cromosoma para protegerlo y conservarlo. Las esporas pueden resistir mucho tiempo y cuando las condiciones mejoran. Este movimiento característico de amebas y leucocitos se conoce como ameboide. el contacto con otros elementos. Estos desplazamientos se realizan mediante: seudópodos. cilios y flagelos. Otros procesos celulares fundamentales son los de división celular: mitosis y meiosis. Los cilios son pequeños y numerosos y el desplazamiento se produce por movimientos bruscos como látigos. Según la anterior información podemos decir que el anabolismo: A. Los flagelos son de mayor tamaño. los cuales por su importancia se tratan por separado. Los seudópodos: son prolongaciones del citoplasma que arrastran y desplazan la célula. describe y analiza con propiedad las características de los seres vivos.78 Unidad 1: Estructura. Aspectos procedimentales Situación Tiempo previsto de desarrollo: 6. función y diversidad de los seres vivos FASE DE TRANSFERENCIA Situación de salida/ Metas para competencia: Meta: El estudiante identifica. su estructura.0 h Situación didáctica Actividades de entrada: Producto: ° Informe en PDP para seguimiento tutorial enviados al tutor. y socializadas en el aula Virtual Elabore una tabla comparativa para los procesos de fotosíntesis y respiración aeróbica teniendo en cuenta los Carácter de la actividad siguientes criterios para cada uno de los : individual 2.0 h procesos: Sistema de interactividades: Tutorial individual asincrónica Recurso tecnológico: Aula virtual Fotosíntesis Respiración º En qué organelo se realiza? º En qué tipo de células se realiza º En qué tejidos se lleva acabo? º Qué tipo de organismos la realizan? Formato de bjetivación/ º Qué se consume? productos: Informe º Qué se libera? º Cuáles son los productos finales? Sistema de evaluación: º Escriba las reacciones químicas formativa. función y diversidad. sumativa PDP ° Qué condiciones se necesitan para realizar el proceso? Seguimiento: PDP por º Cuál es la utilidad del proceso? parte del tutor y º Cuál es su importancia biológica? sistematización enviada al director nacional para Incorpore a su portafolio observaciones seguimiento y pertinentes que le hayan aportado en realimentación PDG . 2. las células se originan a partir de otras células. seleccionando entre los siguientes componentes: alelo. Ordene en orden secuencial las siguientes fases del proceso de meiosis. y consígnelos en PDP para seguimiento tutorial. nacional) Según el tercer principio de la teoría celular. núcleo. La división mitótica permite que de una célula madre se originen dos nuevas células hijas. Metafase I. este proceso se denomina división celular. Telofase I. diacinesis. con las mismas características morfológicas y fisiológicas de la célula preexistente. La división celular puede ocurrir por mitosis en las células somáticas (las que forman el cuerpo) y tienen dos juegos de cromosomas (2n) o por meiosis en las células germinativas que originan los gametos (óvulo y espermatozoide) con número haploide (n) de cromosomas. gen. profase I. nucleótido. cromosoma.79 Lección 10. El objetivo de la división mitótica es conseguir la duplicación . Seguimiento: Realizado el ejercicio confronte Autorregulación (no necesita fuentes documentales y analice su enviar al tutor ni a la dirección nivel de acierto. División celular Fase de Reconocimiento Situación de salida/ Metas para competencia: Meta: El estudiante identifica los mecanismos de herencia. ADN. Aspectos procedimentales Situación 4 Tiempo previsto de desarrollo: 3 horas Actividad: individual 2h Sistema de interactividades: Pequeño grupo colaborativo Recurso tecnológico: Aula Virtual Formato de objetivación/ productos: listas organizadas Sistema de evaluación: Formativa: autoevaluación y Coevaluación Situaciones didácticas Actividades de entrada: Productos: ° Informe con ° Sin consultar en fuentes documentales realice lo siguiente: listas organizadas que debe 1. anafase I. Organice una lista descendente ubicar en el donde el elemento de arriba PDP contenga al que este inmediatamente debajo. Interfase La mayor parte del tiempo del ciclo celular transcurre en la etapa de interfase durante la cual la célula duplica su tamaño y el contenido cromosómico. la célula animal puede contener un par de centríolos los cuales forman el huso acromático. días o semanas según el tipo de célula.80 de la célula de modo que las dos células hijas reciban la dotación cromosómica idéntica a la de sus progenitores.nebrwesleyan. En los organismos unicelulares la división mitótica da origen a un nuevo organismo. para reemplazar las partes envejecidas. El Ciclo celular se divide en dos fases principales: La interfase período durante el cual los cromosomas se duplican y La mitosis fase en la cual los cromosomas duplicados se reparten en dos núcleos Al final de la mitosis ocurre la citocinesis cuando la célula se divide originando dos células hijas. Interfase en célula de cebolla Interfase en célula animal Figura 42 Ilustraciones comparativas de interfase Tomadas de http://biology. Benham. la interfase puede durar horas. non-profit endeavors without permission. mientras que el nucleolo puede ser visible como una mancha oscura . se replica el ADN. muertas y para permitir el crecimiento del organismo.edu/benham/mitosis/index. órganos. . En la etapa de interfase la célula está ocupada en la actividad metabólica preparándose para la mitosis. However these images may be used for educational.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. En los organismos multicelulares las células somáticas diploides se reproducen para formar tejidos. Los cromosomas no se observan fácilmente en el núcleo. Las etapas a través de las cuales pasa una célula de una división celular a otra constituyen el ciclo de la célula.Durante la interfase se sintetiza el ARN mensajero y ribosomal. La duración y las características del ciclo celular son variables y dependen del tipo de célula y de las circunstancias en que se desarrolla. desgastadas. Al comienzo de la profase los cordones de cromatina se enrollan lentamente y se condensan.nebrwesleyan. cromosoma homólogo (tienen igual longitud. non-profit endeavors without permission. y se alinean en el plano ecuatorial. exceptuando las plantas superiores se ven dos pares de centríolos a un lado del núcleo. El huso se ha formado por completo. consistentes en microtúbulos y otras proteínas.81 Mitosis Aunque la mitosis es un proceso dinámico. es decir. La fase mitótica (mitosis y citocinesis) generalmente dura 30 minutos. Metafase En etapa de metafase cada cromosoma se une a dos fibras del huso. en el centro de la célula . y cada cromosoma del par está a su vez constituido por dos cromátidas unidas por el centrómero. En esta fase los cromosomas están agrupados por parejas llamándose a cada uno de los dos que conforman el par. provenientes cada una de un polo. anafase y telofase. La envoltura nuclear se disgrega. aparecen los cromosomas. proceso durante el cual la célula divide su citoplasma produciendo dos células hijas con iguales organelos. La mitosis a menudo se acompaña de citocinesis. Profase en célula de cebolla Profase en célula animal Figura 43 Ilustraciones comparativas de profase Tomadas de http://biology. Profase La célula parece más esférica y el citoplasma más viscoso. Al terminar la profase. fuera de la envoltura nuclear. los cromosomas se han condensado por completo. Durante la profase los pares de centríolos empiezan a alejarse el uno del otro. Durante la mitosis hay variación en el núcleo de la célula. metafase.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. los pares de centríolos están en extremos opuestos de la célula. En las células de la mayoría de los organismos. However these images may be used for educational. secuencial y continuo por razones prácticas para facilitar el análisis y la experimentación se divide en cuatro fases o etapas: profase.edu/benham/mitosis/index. igual posición del centrómero e iguales genes). Benham. los cromosomas duplicados se separan y se producen dos núcleos cada uno con una copia fiel de cada cromosoma. Los nucléolos dejan de ser visibles. y a medida que éstos se separan aparecen entre ambos pares de centríolos las fibras del huso acromático. Benham. Mientras se ha ido formando el huso acromático. convertidos ya en cromosomas hijos.82 Metafase en célula de cebolla Metafase en célula animal Figura 44 Ilustraciones comparativas de metafase Tomadas de http://biology. los cromosomas se han dividido en dos mitades o cromátidas. Anafase Anafase en célula de cebolla Anafase en célula animal Figura 45 Ilustraciones comparativas de anafase Tomadas de http://biology. se inicia la formación de las envolturas nucleares que rodearán a los dos núcleos hijos.nebrwesleyan. Aparece un nucleolo en cada polo. arrastradas por los filamentos tractores del huso acromático y se dirigen a los dos polos de la célula. las dos cromátidas se separan. . However these images may be used for educationa l. las fibras del huso se dispersan por el citoplasma. Benham. non-profit endeavors without permission. Los cromosomas se tornan difusos. Telofase Los cromosomas se sitúan en cada polo.edu/benham/mitosis/index.edu/benham/mitosis/index. non-profit endeavors without permission.html All images are copyrighted 2001 by Dale M.html All images are copyrighted 2001 by Dale M. se forman dos células hijas. However these images may be used for educational. pues se empiezan a desenrollar.nebrwesleyan. se inicia la citocinesis (división del citoplasma por la mitad). html All images are copyrighted 2001 by Dale M. hasta que sus membranas hacen contacto con la membrana plasmática. que no tarda en romperse para así separar las dos células hijas. una pared bastante rígida. Al principio se forma en la superficie una depresión.nebrwesleyan. La citocinesis difiere en ciertos aspectos en células animales y vegetales. En las células vegetales. .edu/benham/mitosis/index. sólo contienen un juego de cromosomas (n) o número haploide. la citocinesis se produce por la formación de un tabique entre los dos nuevos núcleos. que poco a poco se va profundizando para convertirse en un surco hasta que la conexión entre las células hijas queda reducida a un hilo fino. este tabique va creciendo desde el centro hacia la periferia de la célula. Benham.83 Telofase en célula de cebolla Telofase en célula animal Figura 46 Ilustraciones comparativas de telofase Tomadas de http://biology. puesto que estas células presentan externamente a la membrana plasmática. con la que posteriormente se fusionan completándose la división celular. conservando toda la información genética de los progenitores. El proceso visible de la citocinesis suele empezar en la telofase de la mitosis y por lo general divide la célula en dos partes más o menos iguales. However these images may be used for educational. a diferencia de la mitosis que se realiza en las células somáticas. este proceso es un tanto diferente. En este caso. non-profit endeavors without permission. Meiosis I La meiosis se realiza siempre en las células sexuales o gametos. En las células animales. La meiosis es la división celular por la cual se obtienen cuatro células hijas (gametos) con la mitad de los juegos cromosómicos que tenía la célula madre o germinativa. Citocinesis Etapa de la división celular que consiste en la división del citoplasma. la membrana celular empieza a estrecharse en la zona donde estaba el ecuador del huso. durante la telofase. Las células sexuales o gametos a diferencia de las células somáticas que contienen doble juego de cromosomas. se disponen uno al lado del otro. formando lo que se denomina una tétrada. La segunda división es una división mitótica normal al final se obtienen cuatro gametos haploides a partir de la célula madre diploide. En las células vegetales no hay centrosomas. Durante la profase I se presenta compactación y acortamiento de los cromosomas. Desde los centrosomas se extienden los microtúbulos que son sitios de formación del huso acromático. cada par de cromosomas se aparea con su homólogo. Interfase Figura 47 Célula animal en Interfase en meiosis I Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L La célula sexual se prepara para la división hay replicación del ADN. Profase I Es la fase más larga y compleja de la meiosis. En las células animales se pueden observar dos centrosomas cada uno conteniendo un par de centríolos.En la célula germinativa existen dos juegos de cromosomas o material genético. los cromosomas homólogos duplicados durante la interfase. un par materno y el otro par paterno. . Este apareamiento es una característica propia de la meiosis y tiene importancia porque ocurre el entrecruzamiento de cromátidas (no hermanas) de origen materno y paterno o recombinación genética que permite la variabilidad La meiosis ocurre mediante dos mitosis consecutivas: La primera división de la célula germinativa es reduccional y el resultado es la formación de dos células hijas cada una con un número "n" cromosomas. cada una de las cuales consta de las mismas etapas que la mitosis con algunas diferencias en la profase I. es decir cuatro cromátidas y dos centrómeros. Ocurre un proceso de apareamiento para formar parejas (diploides = 2n) o pares de cromosomas. uno de origen paterno y otro de origen materno. En la Profase I.84 El proceso de meiosis ocurre en dos fases meiosis l meiosis II. aunque en uno de los alelos ésta puede ser de carácter dominante y en el otro puede ser recesiva. Ejemplo un alelo A dominante para la información color de los ojos en el par cromosómico paterno y un alelo a recesivo para la misma información en el par cromosómico materno.85 Figura 48 Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L Figura 49 Profase I b Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L Ambos pares de cromosomas llevan el mismo tipo de genes y codifican un mismo tipo de información. A través del microscopio se puede observar cada cromosoma formado por dos cromátidas y un centrómero. Figura 50 Esquema con representación de cromosomas con alelos para un carácter Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L Figura 51 Esquema con representación de entrecruzamiento de cromosomas no hermanos Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L . en toda su extensión. permite la variabilidad y de esta manera mejorar las características de la descendencia. es decir que cada par de cromosomas está formados por 4 cromátidas y dos centrómeros. formando una región denominada quiasma en donde se puede presentar entrecruzamiento de cromosomas homólogos. Figura 52 Esquema con Figura 53 profase I c Formación de tétradas en representación de cromosomas no la profase l hermanos en sinapsis Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L El resultado del proceso de sinapsis son las tétradas o pares bivalentes. Este apareamiento que se realiza a lo largo del cromosoma. se denomina sinapsis. Durante el entrecruzamiento un fragmento de una cromátida puede separarse e intercambiarse por otro fragmento de su correspondiente homólogo. Metafase l Figura 54 metafase I Fuente: diseñado por Carmen Eugenia Piña L .86 Las cromátidas no hermanas (una procedente del padre y otra de la madre) se enrollan una alrededor de la otra. Esta recombinación genética entre los cromosomas. con el consecuente intercambio de genes. alelo por alelo. Al final de la profase I el nucleolo y la membrana nuclear han desaparecido y en el citoplasma se forma el huso acromático. Se forman núcleos hijos alrededor de los cromosomas que se encuentran en los polos. Telofase I y Citocinesis I Figura 56 Telofase I Figura 57 Citocinesis I Fuente diseñado por Carmen Eugenia Piña Figura Citocinesis I Ocurre la primera división meiótica. Las tétradas se alinean en el plano ecuatorial. Figura 55 anafase I a anafase Ib Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L Anafase l Las tétradas se separan y los cromosomas se desplazan hacia los polos opuestos. se forman cromosomas hijos haploides con dos cromátidas cada uno.87 Desaparecen la membrana nuclear y el nucleolo. el huso acromático desaparece. La alineación es al azar. el citoplasma se divide en dos (citocinesis) para formar las dos células hijas con número haploide de cromosomas . Esto quiere decir que hay un 50% de posibilidad de que las células hijas reciban el homólogo del padre o de la madre por cada cromosoma. los cromosomas se condensan más. y su número es haploide. se forman dos cromosomas hijos. Profase II Figuras 58 profase II Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L Empiezan a desaparecer la membrana nuclear y el nucleolo. se vuelve a formar el huso acromático. Intercinesis La fase de intercinesis o preparación de la célula es muy rápida. El número de cromosomas es haploide y la cromatina de cada cromosoma sufrió recombinación genética. los centrómeros se encuentran asociados a las fibras de polos opuestos Figuras 59 metafase II Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L Anafase II Las cromátidas se separan.88 Meiosis II Cada célula resultante de la primera división realizará la segunda división meiótica. los cromosomas hijos emigran hacia los polos . No hay duplicación del ADN por lo tanto no hay duplicación de cromosomas. Los cromosomas dobles se alinean en el plano ecuatorial. Metafase II La membrana nuclear y el nucleolo desaparecen. 89 Figuras 60 anafase II Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L Telofase II y Citocinesis Figuras 61 telofase II Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L Se forman cuatro núcleos rodeados de membrana nuclear y con número de cromosomas haploides. Figuras 62 citocinesis II Fuente: diseñados por Carmen Eugenia Piña L . las células se dividen por segunda vez por medio de la citocinesis. Hay tres tipos de amitosis: fisión binaria o bipartición. que cumplen una función específica dentro de un organismo. Estas se cubren con citoplasma formando esporas que pueden permanecer latentes cuando se presentan condiciones adversas. Capitulo 3 Organismos Pluricelulares y Unicelulares Lección 11 Tejidos. Fisión binaria o Bipartición Es un tipo de reproducción celular por medio de la cual una célula se divide en dos partes iguales estas se separan de la madre formando un núcleo propio y transformándose en otros organismos mas pequeños pero genéticamente idénticos a la madre. gemación y esporulación. Ej. Estas pequeñas protuberancias crecen llevándose a la vez una parte del núcleo y del citoplasma de la célula madre. transmitir. analizar y dar respuesta a las variaciones internas y externas. En este tipo de reproducción el organismo se divide en dos y cada célula resultante tiene las mismas características genéticas de la célula madre. Cartilaginoso . Cuando las condiciones son adecuadas o para su desarrollo.90 División Directa o Amitosis Amitosis Es un tipo de reproducción asexual que se da en los animales unicelulares.Detectar. Es característico de organismos procariotas como las bacterias Gemación En este tipo de reproducción se forma una protuberancia o yema en la pared de la célula madre. Conectivo C. Oseo B. órganos y sistemas Los tejidos son grupos de células con un origen común. se dividen formando nuevas organismos con la misma información genética. Nervioso D. es función del tejido: A. coordinar el funcionamiento de todas las funciones del organismo.: la levadura Esporulación Es el tercer tipo de amitosis y se da cuando el núcleo de una célula se divide en muchas partes pequeñas. Finalmente se desprenden y forman nuevos organismos. aunque puede tener función mixta. Tiene función sensitiva.usc.91 La célula es el nivel de organización básico de los seres vivos que interesa a la biología. que a su vez se reúnen en sistemas. Un organismo vivo está formado por varios sistemas anatómico fisiológicos íntimamente unidos entre sí. Las células forman tejidos y estos órganos. La ciencia que estudia los tejidos se denomina Histología. Tejido epitelial El tejido epitelial según su función puede ser: tejido de revestimiento y tejido glandular. Nervioso Muscular.htm Se encuentra cubriendo la piel. . protectora contra daños mecánicos. u órganos internos como: el sistema digestivo. urinario.es/histologia/Apoyo/citologia/citología. como el digestivo o el circulatorio entre otros. Tejidos animales Los tejidos son grupos de células con un origen común. Conectivo. que cumplen una función específica dentro de un organismo. Tejido epitelial glandular Especializado en secretar sustancias a la sangre o al exterior del organismo se encuentra en las glándulas endocrinas y exocrinas. y en el intestino tiene función de absorción. de defensa al impedir la entrada de microorganismos. respiratorio y los vasos sanguíneos. Tejido epitelial de revestimiento Epitelio simple cúbico Epitelio cilindrico simple Epitelio seudoestratificado ciliado Figuras 63 http://facvet. En la naturaleza los átomos están organizados en moléculas y estas en células. En los animales se encuentran básicamente cuatro tipos de tejidos: Epitelial.lugo. usc. Tejido conjuntivo Tejido conjuntivo esófago Tejido conjuntivo elastico en arteria Figuras 65 http://facvet. en los tendones.es/histologia/Apoyo/citologia/citología.lugo.lugo. Tejido cartilaginoso Figura 66 http://facvet. protección. en el tejido adiposo donde almacena grasa. rellenar los espacios entre tejidos u órganos.usc.es/histologia/Apoyo/citologia/citología. se encuentra en las submucosas de órganos como pulmones.92 Glándula mucosa de la glándula mamaria Glándula serosa del páncreas Glándula sebácea del oído Fiuras 64 http://facvet.es/histologia/Apoyo/citologia/citología.htm . reparación. en la parte interna de los vasos sanguíneos.htm Forma la dermis de la piel. y óseo. Sus funciones son: sostén. transporte de metabolitos. cartilaginoso. defensa.lugo.htm Tejido conectivo Puede ser de tres tipos: conjuntivo. corazón. órganos digestivos.usc. transmitir.com/galeriaimag/index.joseacortes. en los discos intervertebrales. nutrición y defensa del tejido nervioso función a cargo de las células de glia. analizar y dar respuesta a las variaciones internas y externas. Las neuronas o células nerviosas reciben información del exterior. y protección de órganos blandos.htm Se encuentra formando todo el sistema nervioso (encéfalo. oligondendroglia cuya función es sostener y nutrir el sistema nervioso. Las células de glia forman el tejido de sostén del sistema nervioso y son de tres tipos: astroglia.joseacortes. mecánica. Las sinapsis pueden producir mensajes excitatorios o inhibitorios. Tejido nervioso Figura 67 Tomado de: http://www. Tejido muscular Hay tres tipos de tejido muscular: liso. está formado por dos tipos de células: neuronas y células de glia. bronquios. laringe. se encuentra en el esqueleto de embriones en el tabique nasal. Las principales funciones del tejido nervioso son: Detectar. Servir de sostén.htm. . médula espinal. en los meniscos de la rodilla. Es bastante rígido y resistente. esquelético o estriado y cardiaco. Tejido óseo forma los huesos del cuerpo. deciden y actúan.93 Es un tejido de sostén y soporte. además de formar la barrera hematoencefálica al adherirse a vasos sanguíneos y microglía encargadas de fagocitar los elementos nocivos para el sistema nervioso. Es menos resistente y rígido que el óseo. Coordinar el funcionamiento de todas las funciones del organismo. tráquea. tiene funciones de sostén. se comunican entre si a través de sinapsis. nervios).com/galeriaimag/index. joseacortes.joseacortes. en las paredes del sistema digestivo. en la vejiga urinaria. Sus contracciones son rápidas y permiten el movimiento de las diferentes partes del cuerpo.htm . y en los esfínteres.htm Se encuentra cubriendo los huesos del esqueleto. Sus contracciones son lentas e involuntarias. Tejido muscular cardiaco Figura 70 Tomado de: http://www.com/galeriaimag/index.joseacortes.com/galeriaimag/index. Tejido muscular liso Figura 68 Tomado de: http://www.com/galeriaimag/index. en el útero y en el sistema respiratorio.htm Tejido muscular estriado Figura 69 Tomado de: http://www.94 Tejido muscular liso Se encuentra en los vasos sanguíneos. El tejido meristemático secundario se encuentra en toda la planta y es responsable de su crecimiento en grosor. Las plantas vasculares. protector. se encuentra en el corazón. sus contracciones son rápidas e involuntarias.95 Es una variación del estriado.joseacortes. formando tejidos. . Son responsables del crecimiento longitudinal de la planta. adaptadas a la vida terrestre y aérea presentan tejidos diferenciados. Los tipos de tejidos vegetales son: Meristemático. Lección 12 Tejidos Vegetales Las células vegetales se agrupan.com/galeriaimag/index. conductor y de sostén Tejidos meristemáticos Son tejidos formados por células embrionarias con gran capacidad de división mitótica. yemas (botones). parenquimático. permiten el crecimiento de las plantas. Pueden ser de dos tipos: primario y secundario. tallo. Tejido meristemático en mitosis de cebolla Figura 71 Tomado de: http://www. al igual que las de los animales. permite mantener el latido cardiaco.htm El tejido meristemático primario se encuentran en la raíz. se divide en: clorofílico. Pueden estar localizados en la epidermis.htm Tejidos parenquimáticos Tienen como función la producción y almacenamiento de alimento. la reserva de aire y agua.joseacortes.com/ galeriaimag/ index. tallos y hojas. tiene como función realizar la fotosíntesis por lo que presenta muchos cloroplastos. estrellada o alargada. La forma de sus células puede ser poliédrica.96 Tejidos protectores Tienen como función proteger a la planta de la desecación y de factores externos que puedan agredirla. de almacenamiento. Las células epidérmicas forman una capa continua sobre la superficie del cuerpo de la planta. corcho y endodermis de raíces. aerífero y acuífero. Su forma frecuentemente es tubular. Figura 74 Tejido epidermal y parenquimático en hoja de Elodea 40X Fuente:Carmen Eugenia Piña Tejido epidermal y parenquimático en hoja de Elodea 100X Fuente:Carmen Eugenia Piña . Tejido parenquimático clorofílico o clorénquima se encuentra en las hojas y tallos verdes. Figura 72 Tejido epidermal de bulbo de cebolla Fuente:Carmen Eugenia Piña Figura 73 Tejido epidermal con estomas Tomado de: http://www. bulbos. tallos subterráneos como tubérculos y rizomas y en las semillas.joseacortes. lípidos.htm .com/galeriaimag/index. proteínas. Se encuentra en raíces. Tejidos conductores Tienen como función el transporte de agua y sustancias minerales.97 Tejido parenquimático de almacenamiento tiene como función almacenar almidones como en la papa. Tejido parenquimático acuífero se presenta en plantas que viven en ambientes secos y necesitan de un tejido que almacene grandes reservas de agua. Se divide en dos tipos: Xilema y Floema. Xilema Figura 76 Tomado de: http://www. Figura 75 Tejido parenquimático en corte de papa 40X Fuente:Carmen Eugenia Piña Tejido parenquimático aerífero se localiza en las plantas acuáticas tiene como función almacenar agua permitiéndole a la planta flotar y realizar el intercambio gaseoso. Es el caso de los cactus. Al realizar un corte transversal de un tronco y observar los anillos se puede calcular la edad del árbol. desde la raíz hasta las hojas. Tejido de sostén como su nombre lo indica permite a la planta mantenerse erguida. Colénquima Figura 77 Tomado de: http://www. Esclerénquima está formado por células muertas. relacionados entre sí. Sin embargo hay órganos que funcionan como parte de un grupo de órganos denominado sistema. Floema está formado por células vivas ubicadas en la parte externa del xilema. Sistema: Es el conjunto de órganos homogéneos.joseacortes. cada uno desarrolla actividades específicas para cumplir con una función común Aparato: Es el conjunto de órganos heterogéneos relacionados entre sí para que cumplir una función común . además de servir de sostén a la planta. Se encuentra en tallos y hojas de plantas jovénes y herbáceas.98 Xilema está formado por células muertas y endurecidas por lignina tiene como función conducir el agua y los minerales del suelo. íntimamente relacionado con el parénquima. Lección 13 Estructura y Funciones Animales Órgano: Es un conjunto de tejidos que realizan una o varias funciones específicas.htm Colénquima está formada por células vivas.com/galeriaimag/index. Se encuentra en plantas leñosas y adultas. tienen como función conducir el alimento (azúcares y proteínas) desde las hojas hacia el resto de la planta. El crecimiento de los árboles se debe a la formación de nuevos canales de xilema que cada año van formando un anillo de crecimiento en el tronco. Hay dos tipos de tejido de sostén: colénquima y esclerénquima. que son movimientos musculares involuntarios que se originan para transportar el bolo alimenticio del esófago al estómago.99 Todos los sistemas. respiración. La nutrición comprende siete procesos: ingestión. la digestión consiste en transformar los alimentos ingeridos en moléculas más pequeñas: los nutrientes. digestivo. respiratorio. deben tomar del medio exterior los alimentos necesarios para obtener la energía requerida para realizar sus funciones y mantenerse con vida. llevada a cabo por los dientes y por los movimientos peristálticos. endocrino. Por razones prácticas explicativas se analiza a continuación cada sistema . nervioso. Sistema digestivo del hombre Todos los seres vivos. circulación. que pueden ser fácilmente absorbidos y distribuidos por todo el organismo. circulatorio. Estas sustancias reciben el nombre de nutrientes y el conjunto de procesos que se llevan a cabo para obtenerlas y utilizarlas se llama nutrición. absorción. La ingestión es la toma de alimentos del medio. El sistema digestivo esta formado por un tubo largo y musculoso que comienza en la boca y termina en el ano. Podemos diferenciar dos tipos de digestion: la digestion mécanica. que es llevada a cabo por las enzimas y los jugos gastricos. reproductivo. Para poder utilizar los alimentos y convertirlos en energía el organismo realiza la función de la nutrición. y la digestión química. excretor. . El proceso de nutrición se realiza a través de los órganos que conforman el sistema digestivo. digestión. que aceleran las reacciones químicas del metabolismo y transforman las macromoleculas de los alimentos en moleculas más simples. urinario. Existen dos tipos de nutrición: autótrofa cuando los organismos producen su propio alimento como en el caso de las plantas y heterótrofa cuando el organismo necesita alimentarse de sustancias orgánicas ya elaboradas por las plantas o de otros organismos heterótrofos. asimilación y secreción. muscular y óseo interactúan para mantener en óptimo funcionamiento el organismo y ninguno de ellos funcionaría aisladamente. Figura 80 Representación de los esfínteres cardias y piloro Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L.100 Figura 78 Representación de la boca Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L. Figura 79 Representación del sistema digestivo Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L. . la amilasa entérica y peptidasas. Transporte del bolo alimenticio del esófago al estómago a través del cardias (primer esfínter que los comunica) mediante movimientos peristálticos. Mezcla del bolo alimenticio con la enzima pepsina y con el ácido clorhídrico este último cumple acción bactericida y proporciona el pH ácido adecuado para acción de la pepsina sobre las proteínas para convertirlas en peptonas (digestión). Estómago Intestino delgado formado por tres partes: Duodeno. Mezcla del quimo con: sales biliares provenientes del hígado. mezcla con la saliva y trituración física de labios. ácidos grasos. glicerina. El intestino delgado presenta tres tipos de movimientos: * oscilatorios o pendulares que permiten la mezcla del quimo con las enzimas de los jugos enterico y pancreático y con la bilis. El jugo pancreático e intestinal contienen diferentes tipos de enzimas que continúan con el proceso digestivo El jugo entérico contiene la lipasa entérica. enzimas que continúan realizando el proceso digestivo es decir. dientes.101 Tabla Estructura y función del sistema digestivo de los mamíferos Órgano Función Boca compuesta de: Aprehensión e ingestión del alimento. parte del agua y algunas sales minerales).Todos estos movimientos tienen como finalidad favorecer la digestíón y absorción de los nutrientes. glándulas salivares Faringe Esófago Órgano común para los sistemas digestivo y respiratorio Comunicación de la cavidad bucal con el esófago durante la deglución con mecanismos de oclusión de los orificios que comunican con el sistema respiratorio. aminoácidos. formación y deglución del bolo alimenticio hacia la faringe. * segmentarios dividen el quimo en fracciones más pequeñas * Peristálticos o evacuantes permiten que el quimo avance de la parte anterior hacia la parte posterior. yeyuno e íleon con sus microvellosidades .En las paredes del intestino se lleva a cabo la absorción que es el paso de los nutrientes (azúcares simples. cavidad bucal. convirtiendo las macromoléculas en moléculas de fácil absorción por las vellosidades del intestino delgado. los alimentos. jugo pancreático proveniente del páncreas y jugo intestinal (entérico). y vitaminas. Hay también movimientos antiperistálticos que devuelven el quimo en sentido contario. formación del quimo y paso de éste a través del píloro (segundo esfínter) al intestino delgado. amilasa salival. por difusión al torrente sanguíneo y a la linfa para ser distribuidos por todas las células y tejidos. desdoblamiento parcial de carbohidratos por acción de la enzima lengua. bicarbonato de sodio secretado por el páncreas para neutralizar la acidez del quimo y proporcionar el pH adecuado para la acción de las enzimas pancreáticas e intestinales. glucosa o galactosa. Intestino grueso Vesícula biliar Animación Sistema digestivo Sistema Circulatorio Figura 81 Representación del sistema circulatorio Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L El sistema circulatorio comprende el corazón que hace las veces de bomba impelente y el sistema vascular (arterias y venas) por donde circula la sangre El sistema cardiovascular contiene la sangre y es el encargado de transportar nutrientes y oxígeno a los tejidos y órganos y de recoger bióxido de carbono y . El jugo pancreático contiene: la lipasa pancreática que actúa desdoblando las grasas previamente emulsificadas por las sales biliares almacenadas en la vesícula biliar. Formación de heces formado por el colon y Almacenamiento de heces el recto Glándulas anexas Hígado Páncreas Productor de bilis Secreta bicarbonato de sodio y jugo pancreático.102 Reabsorción de agua y minerales. la amilasa pancreática que actúa sobre los azúcares degradándolos a fructuosa. Organo de almacenamiento de la bilis. las proteasas como el tripsinógeno que actúa sobre las peptonas convirtiéndolas en péptidos y aminoácidos . Complementación El 55% de la sangre es un líquido amarillo denominado plasma. * Carecen de núcleo en el torrente sanguíneo. Constituyen el 40-45 % de la sangre * En el hombre la cantidad varía entre 5 a 5. el otro 45% son los componentes celulares En el plasma se encuentran proteinas como la albumina cuya función es mantener la presión ósmotica de la samgre. Excreción de productos del metabolismo a órganos de excreción vinculación con sistemas excretores Regulación de pH Regulación de presión osmótica Transporte de hormonas vinculación con sistema endocrino Regulación de presión sanguínea.5 y en la mujer 4.103 sustancias de desecho productos del metabolismo y llevarlas a los sistemas excretores. La cantidad de sangre que circula por el cuerpo es aproximadamente 1/12 del peso coprporal Ejemplo.5 a 5 millones por cc3 de sangre Fuente: Carmen Eugenia Piña . *Recoger bióxido de carbono y sustancias de * Contienen la hemoglobina una desecho proteina que contiene hierro y les da la coloración roja y es la encargada de recoger el oxígeno de los pulmones donde se encuentra en alta concentración para luego liberarlo en los tejidos. carbono en los tejidos. en un adulto de aproximadamente 60 kilos de peso circulan 5 litros de sangre Eritrocitos o glóbulos rojos *Transporte de oxígeno y * Su forma es biconcava los que les nutrientes a todos los proporciona una mayor superficie de intercambio de oxígeno por dióxido de tejidos del organismo. Este sistema transportador de líquido conserva la homeostasia interna del organismo. leucocitos o glóbulos blancos. Función Respiración Vinculación con sistema respiratorio Defensa. Tabla: Estructura y función del sistema circulatorio de los mamíferos Estructura a) Sangre con sus componentes: Es un tejido formado por una parte sólida: las células sanguíneas de tres tipos: Eritrocitos o glóbulos rojos. el fribrinógeno y la protrombina que participan en la coagulación de la sangre y algunas globulinas que defienden el organismo de agentes extraños. y las plaquetas y por una parte líquida el plasma. Nutrición. vinculación con sistema digestivo. 000 por cc3 de sangre Son de cinco tipos: Eosinófilos.104 Leucocitos o glóbulos blancos Defender el organismo de infecciones ocasionadas por la entrada de microorganismos patógenos. Basófilos. mediante el proceso de fagocitosis El número de leucocitos es mucho menor que el de eritrocitos Su cantidad varía entre 4.000 po rcc3 de sangre Fuente: Carmen Eugenia Piña Corazón Figura 82 Representación del corazón Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L . Neutrófilos con gránulos en el citoplasma y con un solo núcleo lóbulado por lo que se les denomina polinucleados. su número coagulación de la sangre esta comprendido entre 200.600 a 6. Fuente: Carmen Eugenia Piña Plaquetas Intervienen en la * Son fragmentos celulares. alergenos. Linfocitos y Monocitos carecen de gránulos en sus citoplasma poseen un núcleo único no lóbulados.000 a 300. 105 Estructura b) Corazón: un órgano muscular hueco (miocardio) con cuatro cavidades: dos superiores las aurículas y dos inferiores los ventrículos cuenta además con dos válvulas: la tricúspide que comunica la aurícula derecha con el ventrículo derecho y la bicúspide que comunica la aurícula izquierda con el ventrículo izquierdo Función Bombear la sangre a todo el cuerpo. Su luz es menor que la de las venas. El corazón funciona ritmicamente para impulsar la sangre a todo el cuerpo durante la fase de contracción o sistole y para su llenado en la fase de relajación o diástole Complementación El ventrículo izquierdo es más grande que el derecho pues es el que bombea la sangre a todo el cuerpo. Las principales son: la aorta que sale del ventrículo izquierdo emitiendo ramas hacia todo el organismo y las pulmonares que salen del ventrículo derecho hacia los pulmones. La función de las válvulas es impedir el retroceso de la sangre El corazón expulsa 5 litros de sangre por minuto Principales Venas y Arterias Figura 83 Representación de los principales vasos del corazón Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L Estructura c) Sistema vascular formado por : Arterias Son tubos muy gruesos y elásticos. dando lugar a arteriolas. disminuyen su calibre a medida que se alejan del corazón. y luego a capilares. La única arteria que conduce sangre pobre en oxígeno y rica en bióxido de carbono es la pulmonar. mientras que el derecho sólo bombea la sangre a los pulmones. Complementación . Función Conducir sangre a los tejidos Transportar la sangre oxigenada que sale del corazón. Parten del corazón hacia los órganos y tejidos del organismo. Las únicas venas que transportan sangre oxigenada son las pulmonares. La aurícula derecha se contrae (sístole). la válvula tricúspide se cierra. Comienzan con vasos pequeños (capilares) y van aumentando su tamaño en sentido de la circulación hasta formar grandes vasos. retorna la sangre desoxigenada al corazón. Comienza con vasos pequeños y va aumentando su tamaño en sentido de la circulación Las principales son: la vena cava inferior y la vena cava superior que traen sangre a la aurícula derecha del corazón y las venas pulmonares que transportan sangre de los pulmones al corazón.. 2. menos elásticas y la mayoría poseen válvulas que impiden el retroceso de la sangre. Conductora. Luego el ventrículo derecho se contrae. se abre la válvula tricúspide y la sangre desciende al ventrículo derecho. La circulación se divide en circulación menor de corazón a pulmones y circulación mayor de corazón a todos los tejidos y retorno al corazón. Acompañan a las arterias en su recorrido hasta desembocar en la aurícula derecha del corazón. La sangre rica en bióxido de carbono y pobre en oxígeno procedente de todo el cuerpo (circulación general) llega a la aurícula derecha por las venas cava superior e inferior. Aportan nutrientes Recogen desechos Circulación sanguínea La circulación es un circuito cerrado. 3. se abre la válvula pulmonar y la sangre va por la arteria pulmonar (que se ramifica en dos ramas derecha e izquierda) hacia el pulmón correspondiente donde es oxigenada.106 Venas Son tubos de mayor diámetro que las arterias. Capilares Son vasos de calibre Intercambio de muy fino distribuidos en todos los sustancias en los tejidos órganos del cuerpo. . se inicia en el corazón y termina en el corazón. Funcionamiento del corazón 1. pharm/ hyper_heart1. la circulación.gov/medlineplus/ spanish/tutorials/ echocardiogramspanish/ ct1791s1.guidant. regido por el sistema nervioso autónomo o vegetativo http://www. El ventrículo izquierdo se contrae Animación sobre el ciclo cardiaco y a través de la arteria aorta y sus ramificaciones envía la sangre http://wwwoxigenada a todas las células y medlib. Complementación El mecanismo de contracción del corazón es el siguiente: primero se contraen las dos aurículas y de forma sincrónica.html Figuras 83 a Representación del funcionamiento del corazón Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L .med. luego se contraen los dos ventrículos igualmente de manera sincrónica (Sístole Ventricular). El funcionamiento del corazón es autónomoo involuntario. (Circulación menor o pulmonar). es decir al mismo tiempo .nlm. En los capilares de los pulmones el bióxido de carbono es cambiado por el oxígeno del aire alveolar. 6.107 4. enfermedades http://www. La sangre oxigenada circula por vasos cada vez mayores que se reúnen en las venas pulmonares. Esta aurícula se contrae y la sangre pasa a través de la válvula bicúspide al ventrículo izquierdo.edu/kw/ tejidos.nih. y después. imágenes y animaciones sobre el corazón. Luego la sangre rica en oxígeno por las venas pulmonares (las únicas venas que transportan sangre oxigenada) regresa a la aurícula izquierda del corazón.html 5.es/ Patient/ Heart-BVBasics/heart_intro. período llamado Sístole Auricular.utah.aspx Contiene aspectos básicos teóricos. el corazón completo tiene una relajación (Diástole o reposo general). hasta que se produce la nueva Sístole Auricular. Siguen un orden preestablecido. Mecanismo de la hemostasis Estos mecanismos están interrelacionados entre ellos. que si está intacto. estimulación de las terminaciones simpáticas que inervan la pared vascular. el NO mantiene relajado ciertas estructuras vasculares. l endotelio de los vasos sanguíneos segrega factores relajantes derivados del endotelio. Si se eliminan estos mecanismos. Cuando hay un traumatismo. desaparecen estos factores relajantes y se produce una contracción. Cuando hay un . mantiene la estructura relajada. se ocasiona la muerte en pocas horas. Coagulación sanguínea Adaptado de: http://www. se produce una vasoconstricción de forma natural o por reflejos. Además. Estos mecanismos se desencadenan cuando hay un traumatismo o cuando hay pequeñas lesiones de forma espontánea en el organismo. A nivel vascular. Estos factores relajantes derivados del endotelio son el óxido nítrico (NO). Son fundamentales para la vida.canal-h. existe un tiempo determinado para cada uno e ellos. Vasoconstricción: Cuando hay un traumatismo o una pequeña lesión.net/webs/sgonzalez002/Fisiologia/HEMOSTAS.108 Circulación portal Figura 84 Representación del funcionamiento del corazón Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L Los nutrientes que el organismo requiere pasan a través de las vellosidades del intestino delgado (segmento duodenal) a la vena porta que los transporta hasta el hígado donde éste los detoxifica y envía por la vena hepática al torrente sanguíneo. El objetivo es producir una contracción para que haya una disminución del flujo de sangre.htm HEMOSTASIS es el conjunto de mecanismos con los que se controla la pérdida de sangre del organismo. que a su vez. se produce la liberación de sustancias (tromboxanos A2 que producen vasoconstricción. Cuando se incrementa el nivel de Ca2+ a nivel de la plaqueta. de forma que. Los receptores de la membrana de las plaquetas son receptores para residuos de aminoácidos del colágeno. II. A nivel de la célula. para transformarlas de un estado inactivo a otro activo. de los cuales hay 12 que se denominan con números romanos. para interrumpir de forma definitiva la hemorragia. . que pasa de un estado líquido a otro de gel. con forma más o menos redonda. cuando detectan que en un vaso falta el endotelio y aparece el colágeno. tienen unos receptores en su membrana. se produce el incremento de calcio entre el reconocimiento entre colágeno y receptor. de manera que hacen que las plaquetas se anclen contra el colágeno y se comience la adhesión plaquetaria (plaquetas adheridas al colágeno y que se vuelven mucho más planas).) La mitosis de las células endoteliales es el primer mecanismo de reparación. Hay identificados 13 factores ( I. Las plaquetas se unen sólo en la zona lesionada. Esta transformación se debe a que el fibrinógeno (proteína plasmática) se transforma en una red de fibrina. Los factores de coagulación Son un grupo de proteínas responsables de activar el proceso de coagulación. los tromboxanos A2 también favorecen la adhesión plaquetaria. que sirve para favorecer la coagulación sanguínea. cuando se encuentran en la sangre.. las plaquetas forman la adhesión plaquetaria. ayudará a que otra reacción del mismo tipo se dé con otra proteína. Mecanismo de coagulación Este proceso necesita una serie de reacciones en varias proteínas plasmáticas. que refuerza el trombo plaquetario o tapón hemostático. Factor I (fibrinógeno) .109 traumatismo leve las plaquetas se adhieren o agregan entre sí y liberan tromboxano A2 que produce una potente vasoconstricción. más otros factores que no tienen asignado numeral y que son los factores contacto. porque en la zona sana hay prostaglandinas I2 que son fuertemente antiagregantes... XIII). es un feed-back negativo. factor de crecimiento plaquetario que induce la mitosis en las células endoteliales. ADP que favorece la adhesión de las plaquetas. Formación del tapón plaquetario: las plaquetas. Estas proteínas plasmáticas se denominan "Factores de coagulación". Coagulación sanguínea La coagulación es la modificación del estado físico de la sangre. factor plaquetario 3. siendo otro problema todo lo contrario. . La Vía intrínseca de coagulación Comienza con la activación del factor XII producida por el contacto con una superficie lesionada. la cual a su vez actúa sobre las moléculas de fibrinógeno (otra proteína presente en el plasma sanguíneo y producida en el hígado) para formar monómeros de fibrina que al unirse entre ellas se polimerizan en largos hilos de fibrina que forman el retículo del coágulo. punto de encuentro de la vía común. los factores X y V activados.110 Factor II (protrombina) Factor III (factor tisular) Factor IV (calcio) Factor V (giobulina aceleradora) Factor VII (proconvertina) Factor VIII (factor antihemofílico) Factor IX (componente de tromboplastina en plasma) Factor X (factor de Stuart) Factor XI (antecedente de tromboplastina en plasma) Factor XII (factor de Hageman) Factor XIII (factor estabilizador de la fibrina Vía Extrínseca de coagulación La vía extrínseca se inicia cuando la sangre hace contacto con el tejido lesionado. de las plaquetas o de los múltiples activadores o inhibidores de la coagulación pueden crear serios problemas. esto es. junto con el factor VII activado. tromboplastina y otras sustancias. libera el activador de la protrombina que favorece el paso de la protrombina (proteína del plasma que se produce en le hígado en presencia de vitamina K) en trombina (enzima de acción proteolítica). calcio. actúan sobre el factor X para formar factor X activado. que en presencia del factor VII y de iones de calcio. como pueden ser el que nuestro organismo no pueda responder favorablemente a las lesiones que sufren nuestros vasos. Para que el coágulo no se desintegre las plaquetas liberan el factor estabilizador de la fibrina. que requiere de enzimas. Esta activación. El aumento o el déficit de los factores de la cascada. activan al factor X. El factor X activado. esto es. que es estabilizada con el factor XIII. en presencia de calcio y fosfolípidos plaquetarios trasforman la protombina en trombina. que a su vez libera la tromboplastina tisular. En la vía común. activa al factor XI. que hace que el fibrinógeno pase a ser fibrina. En todas las reacciones de la cascada de la coagulación hay además otras sustancias que activan o inhiben las reacciones. El factor IX activado. y en presencia de iones de calcio. y éste activado activa a su vez al factor IX. y podamos morir desangrados. sin endotelio. entre las que está el factor VIII. que el organismo cree trombos plaquetarios que obstruyen los vasos y que a su vez puedan desprenderse y causar obstrucciones a distancia. Los factores de coagulación actúan en cascada. los vasos linfáticos o conductos por donde circula la linfa. Para realizar esta función el organismo cuenta con los pulmones y con unos conductos por los que circula el aire inspirado y expirado. transcurriendo entre los vasos arteriales y venosos. uno activa al siguiente. es decir. Secuencia de reacciones que involucran varias proteínas conocidas como factores de coagulación. los ganglios linfáticos que son pequeñas estructuras en forma de riñón con gran cantidad de glóbulos blancos cuya función es filtrar la linfa . los capilares linfáticos. Su función es mantener el equilibrio entre los líquidos. devolviendo el exceso de líquido intersticial (aproximadamente unos 3 litros) a la circulación general. destruir y eliminar de ella las sustancias tóxicas y los microorganismos infecciosos antes de su circulación por el torrente sanguíneo. Está formado por: la linfa que es un líquido claro de composición parecida a la sangre contiene glóbulos blancos. Sistema Respiratorio del hombre La respiración implica un intercambio de gases con el medio ambiente. Durante la respiración se realiza el transporte de oxígeno de la atmósfera a las células y a la inversa transporte de bióxido de carbono de las células a la atmósfera. . no se produce la coagulación o se retrasa mucho.111 Cascada de coagulación. Sistema Linfático El sistema linfático es una red microscópica de capilares que se encuentran por todos los tejidos. su función es transportar los lípidos digeridos desde las vellosidades del intestino delgado hacia el torrente sanguíneo. si se es deficitario de un factor. Los pulmones se encuentran dentro de la caja torácica su interior está formado por un tejido esponjoso.emc. La laringe su función es regular el paso del aire en la respiración.maricopa. Los bronquíolos terminan en pequeños saquitos denominados alvéolos los cuales se encuentran rodeados de capilares sanguíneos. En su interior la tráquea y los bronquios cuentan con una serie de cilios que le permiten realizar su función de llevar secreciones o cuerpos extraños a la cavidad bucal impidiendo su entrada a los pulmones. La tráquea es un tubo formado por anillos cartilaginosos que se bifurcan en bronquios. humedecer y calentar el aire inspirado. La faringe permite el paso del aire a la laringe. . La cavidad nasal cuya función es filtrar.gif Los conductos o pasos del aire son: Las ventanas o fosas nasales por donde penetra el aire inspirado. Los pulmones son los órganos terminales donde se efectúa el intercambio gaseoso.edu/faculty/ farabee/BIOBK/humrespsys_1. impedir la entrada de cuerpos extraños a la tráquea y es el órgano principal de la fonación o de los sonidos. Para este fin su mucosa cuenta con una gran cantidad de vasos sanguíneos. Los bronquios se ramifican en bronquíolos de diámetro más reducido.112 Figura 85: Aparato Respiratorio Modificado de http://www. .es/averroes/recursos_informaticos/concurso99/002/respira. los pulmones se distienden y el aire entra a los alvéolos. Para saber más Animación sobre inspiración expiración: http://www. la caja torácica se eleva .htm Intercambio de gases en los pulmones Figura 86 Representación del alvéolo pulmonar rodeado de capilares Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L Debido a la diferencia de concentración de gases entre el exterior y el interior de los alvéolos. su diámetro aumenta. Durante la inspiración el diafragma se contrae. luego el oxígeno penetra en los glóbulos rojos o hematíes para ser transportado con el torrente sanguíneo a todas las células y tejidos. Mecanismos de la Respiración La respiración se realiza con dos mecanismos básicos de expansión y contracción de los pulmones por acción de: El diafragma que se contrae moviéndose hacia arriba acortando la caja torácica o se relaja desplazándose hacia abajo alargando la caja torácica.juntadeandalucia. el oxígeno del aire pasa por difusión de los alvéolos a los capilares sanguíneos que rodean a los alvéolos. Las costillas que aumentan o disminuyen el diámetro de la caja torácica.113 El diafragma y la caja torácica también se incluyen en las estructuras que toman parte de la respiración. El sistema excretor en los mamiferos está formado por: Figura 88 Representación del sistema renal Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L .básico independientemente de las variaciones en la ingesta.114 Figura 87 Representación del intercambio de gases en el alvéolo pulmonar Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L El bióxido de carbono se traslada en sentido opuesto desde los tejidos a los capilares y de ahí a los alvéolos. la concentración de los electrólitos y el equilibrio ácido . El mecanismo de la respiración es un acto reflejo casi por entero. Animación del proceso respiratorio Sistema excretor del hombre La excreción tiene como función mantener constante el volumen de los líquidos corporales. La homeostasis de los líquidos corporales se conserva sobre todo por la acción de los riñones y está controlada por diversos mecanismos fisiológicos todos ellos interrelacionados. La sangre oxigenada le lleva al riñón nutrientes y oxígeno y la desoxigenada le trae del hígado la urea que se elimina con la orina.115 Estructura Dos riñones formados por millares de nefronas que son la unidad estructural y funcional del riñón Dos Uréteres o tubos La Vejiga urinaria La Uretra Funciones del Sistema Renal Función Producir la orina que es un producto de desecho tóxico Conducir la orina del riñón a la vejiga. La Nefrona Figura 89 La Nefrona Tomada de http://iris. Controlar el equilibrio ácido – básico (pH) Controlar la presión arterial por medio de la hormona renina que tiene acción hipertensora.es/biosfera/profesor/galeria_imagenes/images/circul6-6. Controlar el equilibrio electrolítico (sodio. La unión funcional entre la cápsula de Bowman y el glomérulo recibe el nombre de tubo de Malpighi y es el lugar donde ocurre la primera filtración del plasma sanguíneo que . Controlar el equilibrio hídrico a través de la orina.jpg La nefrona esta formada por un paquete o red capilar que recibe el nombre de glomérulo. cloro entre otros).cnice. calcio. envuelve a este sistema glomerular una cápsula de Bowman. potasio. fósforo.mecd. Excretar la orina de la vejiga al exterior Filtración de la sangre y eliminación de sustancias de desecho resultantes del metabolismo celular. Almacenar la orina. En los seres eucarióticos pluricelulares la reproducción implica la participación de gametos o células sexuales masculina y femenina las cuales se fusionan para originar un cigoto. Los tubos contorneados distales van drenando a túbulos colectores para formar los cálices los cuales drenan en la pelvis renal. Los órganos del aparato reproductivo masculino y femenino son los encargados de la producción de gametos Aparato reproductor masculino del hombre Figura 90 Aparato Reproductor masculino Tomado de http://www. glucosa y sales al torrente sanguíneo y secreción de sustancias de desecho.116 contiene sustancias de desecho. La pelvis renal comunica con los uréteres que llegan a la vejiga. En los túbulos contorneados ocurre el segundo filtrado con la consecuente resorción de agua. de él se origina el asa de Henle.html . además de sustancias como glucosa. Sistema Reproductor Los seres vivos tienen capacidad de dar origen a otros seres vivos.arrakis. En la cápsula de Bowman se forma la orina primaria. Esta asa se continúa con otros tubos contorneados distales. La cápsula de Bowman se continúa con un tubo renal contorneado proximal. sales minerales y agua que aún son útiles al organismo. Los túbulos colectores reciben la orina formada en las nefronas.es/~lluengo/reproduccion. adherido espermatozoides y conducción de los al testículo espermatozoides hacia los conductos deferentes Conductos eferentes Transportar los espermatozoides desde los tubos semíniferos hasta el epididimo Conductos deferentes Almacenamiento de los espermatozoides hasta el momento de la eyaculación Glándulas accesorias Producción de líquido viscoso denominado * Vesículas seminales semen. El escroto mantiene la temperatura adecuada Testículos contenidos en el escroto para los espermatozoides (unos tres grados por debajo de la temperatura del cuerpo) El parénquima testicular está formado por lóbulos donde se encuentran los túbulos seminiferos lugar donde se forman los espermatozoides. Secreción de líquido lechoso que da olor * Próstata característico al semen * Glándulas de Cooper Secreción de líquido que mantiene lubricada la uretra y el pene Pene Órgano copulador Órgano .117 Tabla Estructura y función del sistema reproductor masculino Función Producción de espermatozoides o células sexuales masculinas Producción de la hormona testosterona que determina los caracteres masculinos. Epidídimo Almacenamiento y maduración de los Conducto alargado y flexuoso. que se mezcla con los espermatozoides y sirve para transpórtalos. 118 Aparato Reproductor Femenino de mamíferos Figura 91 Aparato reproductor femenino Tomado de: http://www.arrakis.es/~lluengo/reproduccion.html Tabla Estructura y función del sistema reproductor femenino de mamíferos Órgano Dos ovarios Función Formación del los óvulos o células sexuales femeninas Producción de estrógenos hormonas que dan los caracteres sexuales femeninos Dos trompas de Estos conductos comunican con el útero a donde Falopio transportan los óvulos. En el primer tercio de las trompas ocurre la fecundación Útero Recibir el óvulo fecundado, albergar y alimentar el embrión. En el caso de no haber fecundación su mucosa interna llamada endometrio se desprende produciendo la menstruación. Durante el parto se contrae para expulsar el feto. Cuello uterino Comunica la vagina con el útero Recibir el líquido seminal con los espermatozoides. Vagina Expulsa el feto durante el parto Órganos genitales externos: Vulva constituida por los labios mayores y menores Clítoris órgano de excitación 119 Fecundación Consiste en la fusión de los núcleos de los gametos o células sexuales masculina y femenina, es decir la unión del óvulo y del espermatozoide para formar el cigoto. La fecundación ocurre en las trompas de Falopio y a medida que el cigoto desciende por las trompas hacia el útero tienen lugar las divisiones celulares que dan comienzo al proceso embrionario o formación del embrión. Sistema Nervioso El sistema nervioso coordina y preside el funcionamiento de todos los órganos y sistemas de los seres vivos. La función final del sistema nervioso es la conducta. El sistema nervioso percibe estímulos e informa sobre lo que ocurre en el entorno para que los comportamientos o conductas logren adaptarse y de esta amaner actuar de manera útil. Fisiológicamente el sistema nervioso se divide en sistema nervioso central, voluntario y sistema nervioso autónomo o involuntario. Las funciones del sistema nervioso central son: Poner en relación al organismo con el medio exterior en que vive. Recibir información, coordinar y producir respuestas conscientes - función sensitiva. Producir movimientos musculares - función motora. Proporcionar integridad al organismo - función integradora. Las funciones del sistema nervioso autónomo son: Inervar vísceras de los aparatos: respiratorio, circulatorio, digestivo, urinario, glandular, reproductor. Coordinar las funciones de todos los sistemas. Mantener la homeostasis. Presidir la vida interior 120 Figura 92 Sistema Nervioso Central Tomado de: http://personales.ya.com/erfac/snc.gif Figura 93 Encéfalo Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L 121 Tabla: Estructura y función del Sistema Nervioso Central El sistema nervioso central está formado por: Órgano Encéfalo que comprende: Función Cerebro Cerebelo con el Hipotálamo Órgano que permite utilizar todos los sentidos, en él se encuentran los centros del lenguaje de la escritura, de las imágenes auditivas, de la olfación, tacto, dolor, gusto, las zonas motoras; en el cerebro es donde todas las emociones toman forma: los pensamientos, la actividad imaginativa y el recuerdo. Interviene en el mantenimiento de la posición y el equilibrio del cuerpo, coordina los movimientos, mantiene el tono muscular. El hipotálamo controla todas las funciones vegetativas o internas del cuerpo como: presión arterial, actividad sexual, equilibrio de líquidos corporales, alimentación, actividad digestiva, secreción de glándulas endocrinas, regulación de la temperatura, reacciones de defensa. Médula oblonga o Tiene el control de las funciones de los centros de la Bulbo raquídeo respiración, cardiaco, vasoconstrictor , respiratorio y del vómito Médula espinal Conduce información desde los nervios periféricos que vienen de diferentes partes del cuerpo hacia el encéfalo o desde el encéfalo al resto del cuerpo. Las prolongaciones Transportan los impulsos al sistema nervioso central y o nervios craneales llevan información al exterior. y espinales. Son motores y sensitivos y vienen de los órganos de los sentidos Neurona La neurona o célula nerviosa es la unidad estructural y funcional del sistema nervioso. Su función es la trasmisión de información entre las diferentes partes del cuerpo. La mayoría de neuronas se encuentran en el cérebro y en la médula 122 espinal, otras se encuentran el sistema nervioso periférico. En el hombre se encuentran entre cien y mil billones de neuronas Figura 94 La Neurona Tomado de: http://mensual.prensa.com/mensual/contenido/2002/03/03/hoy/revista/468858.html La neurona consta de: Cuerpo con núcleo, citoplasma y organelos. Prolongaciones que son extensiones protoplasmáticas y son de dos tipos: dendritas y axón. Las dendritas son aferentes o sensitivas. Conectan una neurona con otra y conducen impulsos de órganos (articulaciones, músculos, tendones, huesos etc.) hacia el cuerpo de la célula nerviosa El axón que es eferente o motor. Conduce impulsos del cuerpo de la célula nerviosa hacia los botones terminales órganos o tejidos. En la terminación de los axones se encuentran los botones terminales Conducción dentro de la neurona Cuando una neurona se encuentra en estado de reposo su interior tiene una carga eléctrica ligeramente negativa con respecto al exterior. Esto ocurre porque dentro de la célula hay una cantidad importante de iones negativos debido a que la bomba de sodio impulsa hacia afuera de la fibra nerviosa los iones de NA+. Esta carga se denomina potencial de reposo. 123 Cuando se estimula una neurona la permeabilidad de la membrana cambia permitiendo la entrada de iones positivos de Na+ al interior de la célula, desapareciendo el potencial de reposo y generando un potencial de acción que viaja a lo largo de la neurona hasta los botones terminales. Cuando el potencial de acción llega a los botones terminales se liberan sustancias químicas o neurotrasmisores al espacio potsináptico (espacio entre la unión de dos neuronas) . Estos cambios en el potencial de membrana duran una pequeña fracción de segundos, seguidos inmediatamente al estado de reposo. El establecimiento del estado de reposo depende casi totalmente de la salida por difusión de iones de K+ al exterior. Receptores Sensoriales En el ser humano y animales superiores los estímulos del exterior son captados a través de receptores sensoriales u órganos de los sentidos. Los órganos de los sentidos son cinco: vista, oído, olfato gusto y tacto. El sistema sensorial está formado por un receptor, una neurona aferente sensitiva y el centro sensitivo en la corteza cerebral. Para que haya percepción y respuesta motora de un estímulo se requiere de un receptor, una neurona aferente, un centro coordinador y decodificador de la información, una neurona eferente o motor Sistema Sensorial Adaptado de: http://www.uc.cl/sw_educ/neurociencias/html/frame04.html Los sistemas sensoriales son conjuntos de órganos (órganos de los sentidos) altamente especializados que permiten a los organismos captar una amplia gama de señales provenientes del medio ambiente. Ello es fundamental para que dichos organismos puedan adaptarse a ese medio. Pero, para los organismos es igualmente fundamental recoger información desde su medio interno con lo cual logran regular eficazmente su homeostasis. Para estos fines existen sistemas de detectores con una organización morfofuncional diferente y que podemos llamar receptores sensitivos. Es decir. . Se recomienda aprovechar este material. por esos centros nerviosos. son capaces de transducir información. es decir. la llegada de esa información provoca la sensación y su posterior análisis. llevará a la percepción. En cada sistema sensorial o sensitivo es fundamental la célula receptora. se pueden clasificar los receptores en grandes grupos: mecánicos. procesos íntimamente ligados a la función de los receptores Los receptores sensoriales son células. Según el tipo de estímulo que excita las células sensoriales. altamente especializadas.124 Figura 95 Generalidades del sistema sensorial Los receptores están ligados a sistemas sensoriales/sensitivos capaces de transformar la energía de los estímulos en lenguaje de información que manejan los organismos (señales químicas.googlepages.com/receptoressensorialeshumanos encuentra una descripción muy didáctica de los Receptores sensoriales humanos. Esas señales son transportadas por vías nerviosas específicas (haces de axones) para cada modalidad sensorial hasta los centros nerviosos. la que es capaz de traducir la energía del estímulo en señales reconocibles y manejables (procesamiento de la información) por el organismo. químicos . especialmente nerviosas. Complementación realizada por la tutora Bibiana Avila. potenciales locales y propagados). encargadas de reconocer y convertir en forma específica diferentes formas de energía presentes en el medio ambiente o en el medio interno de un organismo en señales bioeléctricas que son transportados a centros nerviosos específicos. En estos.avila. térmicos y luminosos Para saber más En el siguiente link http://bibi. La sensación y la percepción son entonces. Es ella la célula transductora. en cuyo centro está la pupila o niña. Los conos de la retina se relacionan con esa agudeza visual. en las cavidades orbitarias que presenta la parte anterior de la cabeza. éste es un diafragma musculoso. en medio de la cual se halla el iris. y su zona posterior que está perforada para dar salida al nervio óptico. y que producen la sensación visual. que finaliza por delante mediante un anillo multiciliar blanquecino (anillo circular) en la unión entre la esclerótica y la córnea. El globo ocular está compuesto por tres membranas concéntricas cuya parte más externa es la esclerótica o blanco del ojo. Detrás del iris está el cristalino. debido a que en él no se produce ninguna visión. fibroso y duro. la zona de mayor agudeza visual es la posterior. neuronas bipolares y multipolares) se prolongan y agrupan para constituir el nervio óptico. mientras que los bastoncillos tienen que ver con las condiciones de escasa iluminación. consistente en un tejido opaco.125 Organo de la Visión El sentido de la vista se sitúa en los ojos. Está constituido por el globo ocular y otros órganos anexos. La capa más interna del globo ocular es la retina. Las células de la retina contienen una materia pigmentaria altamente sensible a las impresiones luminosas que recibe. ubicado en el interior de los huesos de la cara. bastoncillos. salvo en su zona anterior que es transparente y convexa formando la córnea. transparente y biconvexo cuya misión es hacer converger los rayos luminosos de manera que formen imágenes en la retina. un cuerpo lenticular. La parte intermedia del globo ocular. sus células (conos. Básicamente es una cámara cerrada con la parte anterior transparente para permitir la entrada de la luz. y una zona interna sensible donde convergen los rayos luminosos para formar la imagen. constituida por diez capas superpuestas que acoge variados elementos nerviosos y de sostén. llamada fóvea. contráctil y opaco. el cual parte de un punto llamado ciego. En los animales superiores es par. desde la esclerótica hasta la retina. la pérdida de transparencia del cristalino da lugar a una enfermedad conocida vulgarmente como cataratas. es un tapizado muy vascularizado llamado coroides. mácula o mancha amarilla. función que es llevada a cabo mediante la contracción o dilatación de sus músculos circulares y radiales. Tras la córnea se sitúa una cámara acuosa transparente (humor acuoso). la cual regula la cantidad de luz que penetra en el ojo variando su diámetro. Todo el resto del globo ocular está ocupado por el llamado humor o cuerpo vítreo . un líquido ligeramente alcalino. Estas glándulas son las encargadas de segregar las lágrimas. los cuales permiten su movimiento y sujeción: los cuatro rectos (interno. cada una de ellas comunicada con el ángulo más externo del ojo y las fosas nasales mediante un conducto lacrimal. en su región antero-superior. órbitas. superior e inferior). y dos oblicuos (pequeño y grande). que limpian el ojo y las ya citadas glándulas de Meibomio. Los párpados poseen unas glándulas que segregan grasa llamadas de Meibomio. en referencia al médico anatomista alemán Heinrich Meibom (1638-1700) que las descubrió y estudió. También se encuentran los seis músculos motores del ojo. párpados. patético y motor ocular externo). lubricante y limpiador de la superficie ocular Los párpados. cejas. Existen dos por cada ojo: una principal o superior y otra accesoria o inferior. unas láminas fibrosas tapizadas exteriormente por la piel. Las glándulas lacrimales se sitúan en la parte más externa de la cavidad orbitaria. . externo. En el borde de los párpados se encuentran las pestañas. Los músculos del ojo se controlan por pares de nervios craneales (motor ocular común. e interiormente por mucosa y la conjuntiva. unos pelillos tamizadores de la luz. una membrana transparente que recubre también la córnea. pestañas y seis músculos.126 Figura 96 Organo de la visión Órganos anexos Los órganos anexos del globo ocular están constituidos por las glándulas lacrimales. son repliegues cutáneos movibles. superior e inferior. El ojo utiliza el iris como diafragma. en el ojo esa función la realiza la retina. la mayoría de cámaras permiten ajustar el enfoque del objeto que se desea impresionar. En la cámara se regula la cantidad de luz que penetra en el interior mediante un diafragma mecánico. de manera homóloga. en el ojo esa función la llevan a cabo los músculos ciliares del cristalino. sin ella no existe visión. y se halla situado a uno y otro lado de la . Oído En los animales superiores el oído es el órgano sensorial de la audición. que se encuentra en los canales semicirculares del oído interno. Es par. En ambos ejemplos. donde las células receptoras son estimuladas para después conducir los impulsos nerviosos que generan hacia el cerebro. también acoge otro sentido. Por su parte. que acomodan el ojo para enfocar los objetos según la distancia a que se encuentren. En ese proceso intervienen el ojo y la zona de la corteza cerebral encargada de interpretar las sensaciones luminosas que se proyectan sobre la retina de aquél. La visión es pues una actividad que implica la necesidad de luz. Así como en la cámara existe una película sensible a la luz que se sitúa detrás del objetivo. es decir. en el ojo humano esa característica es interpretada correctamente tras ser enviada por el nervio óptico hasta el lóbulo de la corteza cerebral correspondiente. que nos permite revelar la presencia de los cuerpos. contrayendo o relajando los músculos que lo gobiernan. con identificación de su forma. color y dimensiones. El mecanismo de la visión se produce de forma similar al utilizado para obtener la imagen en una cámara fotográfica. tanto la imagen formada en la retina como en la película se proyecta invertida. resultado de varios fenómenos sucesivos. en donde se materializa la impresión de la imagen captada. el del equilibrio. si visualizamos un árbol éste se proyecta con la copa hacia abajo y la base hacia arriba.127 Figura 97 Órganos anexos de la visión Mecanismo de la visión La visión es un proceso fisiológico. sin embargo. lenticular y estribo. cuya misión es conducir las ondas sonoras hacia el conducto auditivo.128 cabeza. el anatomista italiano Alfonso Corti (1822-1876). Éste es un tubo de unos 3 cm. Este conducto acoge las glándulas sebáceas y ceruminosas segregadoras del cerumen. En el oído medio se distingue una cadena de cuatro huesecillos movibles y conectados entre sí. Su función es transmitir las ondas sonoras El oído interno se sitúa detrás de la caja del tímpano. en la membrana del tímpano. Son el martillo. en alusión a su descubridor. yunque. El oído medio comienza en la caja del tímpano. que se sitúan entre el tímpano y la ventana oval. de cartílago al principioy óseo en su parte final. de longitud. Consta de tres partes: oído externo (oreja y conducto auditivo). Es un órgano arrollado en espiral. El Caracol o coclea consiste en una cavidad en la que reside el llamado órgano de Corti. de esta forma la presión interior y exterior quedan equilibradas. Figura 98 Organo de la audición El oído externo comprende el pabellón u oreja y el conducto auditivo. caracol o coclea y canales semicirculares. y oído interno (laberinto). El pabellón consiste en una lámina replegada e internamente cartilaginosa. La faringe también se comunica con el oído a través de un orificio existente en el canal de la trompa de Eustaquio. oído medio (caja del tímpano). entre ambas partes se encuentra un líquido llamado perilinfa. por dentro de la . En el caracol residen las terminaciones ciliadas de las células sensitivas del oído. Comprende el laberinto. ósea en su parte externa y membranosa en la interna. una cavidad del hueso temporal que a través de dos orificios o ventanas (la oval y la redonda) comunican con el oído interno por su parte posterior. y en el interior de la membranosa se halla otro líquido llamado endolinfa. Laberinto está constituido por un conjunto de cavidades situadas en el interior del peñasco del hueso temporal. Éstos y los canales contienen endolinfa. o las que se encuentran en estado gaseoso. Cuando el nivel de la endolinfa se altera por cualquier motivo. Su parte externa es ósea y en su interior se halla el laberinto membranoso formado por el utrículo (saco del que parten los tres canales semicirculares) y sáculo (bolsa que comunica con el caracol). como el del olfato. Está constituido por el nervio olfatorio y sus terminaciones nerviosas. El Tacto se localiza en la piel. Las sensaciones del gusto son percibidas en aquellas sustancias líquidas o disueltas. Mediante los movimientos de la endolinfa las células sensoriales de los canales envían impulsos al cerebro. las cuales se diseminan por la parte superior de la mucosa pituitaria. informando sobre la posición de la cabeza. que se localizan en la epidermis y en el espesor de la dermis. Los impulsos nerviosos de estas sensaciones son transmitidos por los nervios craneales (lingual y glosofaríngeo) al bulbo raquídeo y a la corteza cerebral. mediante receptores gustativos de tipo químico. permitiendo así percibir los olores. El tacto reside fundamentalmente en las terminaciones nerviosas y corpúsculos táctiles. El Olfato es un sentido quimiorreceptor. que permite detectar y localizar sobre la superficie cutánea el estímulo por diferencia de presión que produce un objeto. los cuales se agrupan en los llamados botones gustativos u olivas. Para Saber más Profundización sugerida para estudiantes de Psicología y Regencia en Farmacia: Curso sobre estructura. pero a través de otros puntos sensibles distintos y en localizaciones diferentes de los citados puntos táctiles.cl/sw_educ/neurociencias/ . como el del gusto. El sentido del olfato es fácilmente fatigable.129 caja del tímpano. éste deja de percibirse por adaptación de los receptores olfatorios El Gusto es un sentido quimiorreceptor. ya que tras un corto periodo de tiempo sometido a la percepción de un olor de nivel estable. que se sitúan en los laterales de las papilas linguales. que se localiza en la boca. se produce entonces una pérdida de orientación dando lugar a mareos. y desde éste hacia la corteza cerebral olfatoria. desarrollo. La abundancia de corpúsculos táctiles se relacionan directamente con la mayor o menor agudeza táctil. Los impulsos nerviosos se transmiten a través de las terminaciones nerviosas hasta el bulbo raquídeo. permitiendo así mantener el equilibrio. en ellos reside el sentido del equilibrio. funciones del sistema nervioso de la Pontificia Universidad Católica de Chile http://www. El tacto también permite transmitir sensaciones térmicas y dolorosas.uc. que se estimula mediante las sustancias volátiles que se desprenden de los cuerpos. que tapiza las fosas nasales. e incluso determinar su textura. Se trata de una forma exteroceptiva de sensibilidad. Los huesos se unen a través de las articulaciones. tiroides. Canalización del efecto hormonal Las hormonas se transportan por vía sanguínea y entregan su mensaje a determinados conjuntos de células que tengan receptores químicos específicos en sus membranas. en dependencia de su naturaleza específica. metabolismo. y está conformado por músculos estriados voluntarios. Tipos de hormonas y su acción La acción de las hormonas se ejerce mediante mecanismos bioquímicos. sugerido para estudiantes de todos los programas http://www1. que son móviles e inmóviles. La estructura funcional del sistema esquelético está formada por los huesos los cuales forman el sistema esquelético axial que comprende cráneo y caja torácica. El sistema muscular se caracteriza por la contractibilidad.universia. Las hormonas regulan muchos procesos biológicos como el crecimiento.net/CatalogaXXI/pub/ir. El sistema endocrino tiene como función regular las actividades internas de los seres vivos a través de sus relaciones con el sistema nervioso el cual ha tomado el nombre de sistema neuroendocrino a través de un proceso de retroalimentación. suprarrenales. reproducción y funcionamiento de los diferentes órganos. y el apendicular formado por las extremidades. como se explica a continuación: . páncreas y gónadas. El sistema muscular recubre el sistema esquelético. Para Saber más Profundización Curso sobre el sistema óseo de la Universidad Estatal de California. las cuales son mensajeros químicos que producen efectos fisiológicos en el organismo.asp?IdURL=84322&IDC=10010&IDP=ES&IDI=1 Esta conformado por un conjunto de glándulas de secreción interna de hormonas. La contracción muscular está determinada por dos proteínas la actina y la miosina. las cuales son producidas por glándulas específicas como la hipófisis. Chico.130 Sistema Músculo Esquelético El sistema músculo-esquelético tiene como función el movimiento de los animales y el hombre. como respuesta coordinada ante los mensajes del sistema nervioso. la excitabilidad y elasticidad. La regulación del sistema endocrino se hace a través de proteínas especializadas denominadas hormonas. controla la secreción de tiroxina Regula las hormonas ACTH o adrenocorticotropa suprarrenales. El ciclo de retroalimentación hormonal La primera etapa de los procesos de retroalimentación hormonal comienza en el hipotálamo.131 a) Hormonas esteroideas: Son mensajeros químicos de naturaleza lipídica apta para atravesar las membranas celulares hasta localizar receptores proteicos en el citoplasma. FSH o folículo estimulante Induce secreción de estrógenos en los ovarios y maduración de espermatozoides en los testículos Induce secreción de progesterona por el cuerpo lúteo LH o luteotropina y de testosterona por los testículos. los corticosteroides y las hormonas sexuales. gonadotropa). b) Hormonas proteicas: no atraviesan la membrana celular pero transmiten su mensaje químico desde la superficie de dicha membrana mediante un receptor de AMPc que sí llega al núcleo celular y activa enzimas desencadenantes de efectos metabólicos. que logran la transcripción de mensajes de ARNm. donde desencadenan la producción de hormonas trópicas (tireotropa. Actúan directamente sobre las No trópicas: células Hormona que secreta Trópicas: TSTH o tireotropa Hipófisis Adenohipófisis (lóbulo anterior) . como son la tiroxina. las cuales al alcanzar ciertos niveles retroalimentan a la hipófisis y al hipotálamo para que cesen su acción estimulante y equilibren su interacción con la glándula ya accionada. encargadas de llevar los mensajes a las diversas glándulas del organismo para inducir la secreción de las hormonas de acción directa sobre el cuerpo. El efecto se desencadena en el núcleo celular al inducir la actividad de sínteis proteica mediante la desinhibición de ciertos genes. Glándulas y funciones hormonales En el siguiente cuadro se presenta un resumen de las diversas glándulas que conforman el cuerpo humano. las hormonas que secretan y sus respectivas funciones: Glándula Función Estimulan a las glándulas En la tiroides. corticotropa. glándula que secreta neurohormonas que emigran a la hipófisis. del hígado (acción antagónica de la insulina). aldosterona Incrementa resistencia antiestrés. Induce la absorción intestinal del Paratiroides Parathormona calcio de la sangre (acción contraria a la calcitonina). Andrógenocorticoides (en la Controla la aparición de parte más interna): hormonas caracteres sexuales la pubertad. Páncreas (en los islotes de Langerhans). Induce la síntesis de melanina. Decrece linfocitos y eosinófilos. Induce la secreción de leche en las glándulas mamarias.132 STH o somatotropina PRL o prolactina Lóbulo medio Neurohipófisis (lóbulo posterior) MSH o estimulante de los melonóforos Oxitocina Controla el crecimiento de huesos y cartílagos. Estimula la concentración de Glucagón u hormona glucosa en la sangre por hiperglucemiante (en células descomposición del glucógeno beta). Incrementa resistencia antiestrés. Decrece linfocitos y eosinófilos. Mineralocorticoides: (en parte Formación de glúcidos y grasas más externa) a partir de los aminoácidos. Sus 3 capas segregan En la corteza: hormonas. Influyen en el metabolismo de En la médula: los glúcidos. Induce la absorción de la Insulina u hormona glucosa de la sangre en las hipoglucemiante (en células células del hígado y del tejido alfa) muscular. masculinas y femeninas. Estimula las contracciones del útero en el parto y la secreción láctea ante la succión de la glándula mamaria. Tiroides Induce la transferencia del calcio Calcitonina de la sangre a los huesos. . Estimula la reabsorción de agua Vasopresina o ADH (antidiuresis) por las nefronas. para su transformación en glucógeno. Glucocorticoides (en la parte Formación de glúcidos y grasas Glándulas suprarrenales media): cortisona a partir de los aminoácidos. Regula el metabolismo y el Tiroxina desarrollo. aspecto que incide en las características de algunos órganos de las mismas. Producción espermatozoides y caracteres masculinos Regulación menstrual y caracteres femeninos. Vasoconstricción y disminución gasto cardiaco. mecanismo conocido como nutrición autótrofa. . esencial para realizar el proceso de fotosíntesis a partir del cual producen alimento y liberan energía. es necesario conocer la diferenciación entre plantas vasculares y no vasculares. Antes de referirse a los órganos de las plantas.133 Adrenalina Noradrenalina Andrógenos: testosterona Gónadas Estrógenos Progesterona Vasodilatación e incremento gasto cardiaco. Es la hormona del embarazo. Ubicación de las glándulas del sistema endocrino humano Figura 99 Glándulas endocrinas Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L Lección 14 Estructura y Funciones Vegetales Las plantas son organismos que contienen pigmento verde o clorofila. raíces. las gimnospermas además poseen flores y semillas desnudas. Un ejemplo de estas plantas son los musgos de gran importancia en la naturaleza por ser reservorios de agua y por contribuir en los procesos de meteorización. como es el caso de los pinos. el maíz y las palmas Tienen un solo cotiledón Dicotiledóneas Pertenecen a este grupo el resto de plantas superiores Poseen dos cotiledones Tienen hojas estrechas. otras las angiospermas además poseen frutos. largas y con nervadura paralela Tienen hojas anchas con nervadura ramificada . la semilla no se desarrolla dentro de un fruto. A continuación se resumirán las principales monocotiledóneas y plantas dicotiledóneas: Tabla: Principales dicotiledóneas. los lirios. diferencias entre diferencias entre plantas plantas monocotiledóneas y Monocotiledóneas Pertenecen a este grupo los pastos. la caña. Las angiospermas se dividen en monocotiledóneas y dicotiledóneas. no tienen tallos ni hojas verdaderas. tallo y hojas verdaderas como es el caso de los helechos. Las plantas vasculares tienen tejidos conductores.134 Las plantas no vasculares no poseen tejidos conductores. Algunas. no poseen raíces verdaderas en su lugar tiene rizoides a través de los cuales absorben agua y nutrientes del suelo. es decir. com La principal función de la raíz es la absorción del agua y sales minerales del suelo y la fijación de la planta al mismo sustrato.sobrado-es.C. La raíz Figura 100 Partes de la raíz Fuente: Material gráfico cedido po-la A. es la . Organización externa de las plantas Los órganos vegetativos Son aquellos órganos de la planta que sirven para mantener la vida individual de la planta y son: raíz. Nitella Flexilis publicado en url www. por encima de la cofia se encuentra una zona en donde las células están en constante reproducción. tallo y hoja.135 Su raíz es fibrosa. sus células efectúan la absorción de nutrientes. Las partes de la raíz son la cofia que se encuentra en la punta de la raíz cubriendo el ápice. Además contribuye a evitar la erosión al mantener aglutinadas sus partículas. no posee raíz principal Poseen raíz principal y raíces secundarias. 136 zona de crecimiento apical o meristemático inmediatamente después se halla la región de alargamiento.C.sobrado-es. por ejemplo del tallo de maíz brota un gran número de raíces que le sirven de sostén al tallo. esta región está provista de pelos radiculares cuya función es la de incrementar la superficie de absorción La raíz principal es la primera en brotar y penetrar en la tierra. Este sistema es característico en muchas plantas dicotiledóneas. este sistema se llama pivotante. luego brotan las raíces secundarias laterales hasta desarrollar el sistema radicula.com . Si la raíz principal sobrepasa en tamaños las raíces laterales. por ejemplo en todos los árboles y arbustos de clima medio Figura 101 Maduración de la raíz Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L Las plantas monocotiledóneas carecen de raíz principal. A continuación se encuentra la zona de maduración en donde las células alargadas se diferencian y convierten en tejidos. Estas raíces que brotan del tallo y en algunas plantas de la hoja. Figura 102 Raices adventicias Fuente. Nitella Flexilis publicado na url www. se denominan raíces adventicias. Material gráfico cedido po-la A. de pecíolos de hojas o de pedazos de tallo. Las raíces que crecen de tubérculos. los tejidos que constituyen . la yuca que forman raíces carnosas tuberosas. Las funciones primordiales del tallo son soporte y conducción del agua y sales minerales a las hojas y de sustancias elaboradas de la hoja a la raíz. desempeñando funciones diferentes pero estrechamente relacionadas. este sistema de raíz pivotante se denomina napiforme. Algunas plantas se reproducen por medio del tallo (reproducción vegetativa). poseen sistema radicular adventicio Modificaciones de la raíz En sistemas pivotantes como la zanahoria o en la remolacha. en muchas plantas los tallos acumulan sustancias alimenticias. Figura 103 Raiz napiforme Fuente: Diseño Carmen Eugenia Piña L El Tallo El tallo es el órgano que conecta la raíz y las hojas entre sí. en la raíz principal se almacenan nutrientes. como sucede con la arracacha. pero a veces se forma en las dicotiledóneas de producción vegetativa.137 El sistema radicular formado por raíces finas y ramificadas carente de raíz principal se denomina fibroso y es característico de todas las plantas monocotiledóneas. En sistemas radiculares fibrosos también se presentan modificaciones. El tallo y las raíces de una planta trabajan conjuntamente. Existen muchos tipos de tallos con caracteres externos e internos diferentes: • Tallo leñoso. es grueso y carnoso. ahuyama. el maíz.138 las raíces y los tallos son similares. calabaza. arbustos y bejucos leñosos. sirve más como medio de soporte del tallo a otros elementos. unos son troncos de los árboles gigantes que se elevan cientos de metros en los bosques. los claveles. la hierbabuena y otras plantas de jardín. por ello realiza la función de fotosíntesis y transpiración. • Tallos modificados: Son tallos que poseen forma y función excepcional. Entre ellos el cladodio. entre ellos se cuentan árboles. crece horizontalmente sobre la superficie del suelo. • Bulbo: Es un tallo subterráneo corto y grueso y envuelto en varias hojas. badea. Se encuentra en la superficie del suelo y es útil en la reproducción vegetativa. • Tallo herbáceo: De consistencia maciza o hueca. son erguidos. Estructura del tallo Al observar un tallo podemos encontrar las siguientes estructuras: . Posee una consistencia dura. el estolón es un tallo co n entrenudos finos y largos con hojas en forma de escama. Ejemplo: Cebolla. lo mismo que las raíces. • Rizoma: Tallo subterráneo como en el lirio. Su función es el almacenamiento de sustancias alimenticias y la conservación y la protección de las yemas en tiempos muy fríos o muy calientes y secos. útil n la reproducción vegetativa. Los tallos. Este bulbo es útil en la reproducción vegetativa. Como fríjol. los pastos y las palmas. crecen de formas y tamaños muy diferentes. • Estolón: En la fresa. • Cladodio: tallos aparentemente sin hojas. ejemplo: cactus. algunos solo viven algunas semanas. aunque los órganos en sí tienen diferencias estructurales importantes. Son suculentos. • Zarcillo: Como en la uva. son erguidos y cilíndricos como el de la guadua. frambuesa. los rizomas y los zarcillos. pero otros duran siglos. pepino. • Tallo de monocotiledóneas: De consistencia maciza o hueca. • Ramas: Formaciones laterales del tallo. • Yemas laterales: Se localizan en el ángulo formado por el pecíolo de la hoja y la continuación del tallo. • Yema apical o Terminal: Yema que se localiza al final del crecimiento longitudinal del tallo. Sirven para detectar la edad de la ramita.139 Figura 104 Estructura del tallo • Nudos: Pequeños puntos donde se adhieren las hojas. • Entrenudos: espacio entre nudo y nud o. La hoja Figura 105 Estructura de la hoja . • Cicatrices de escamas: Indican donde estuvo ubi cada la yema Terminal. dan mejor extensión a la planta y facilitan una mejor utilización de la luz para la fotosíntesis. es/. • Acicular (en forma de aguja). el pecíolo y en algunas las estípulas.140 Su principal función es la fotosíntesis y la transpiración. por lo que solo se presentan las más comunes... • Espatulada. Las principales partes de la hoja son: el limbo o lámina. • Lobulada (en forma de varios lóbulos). que puede ser de diferentes tamaños y formas La forma de las hojas varía ampliamente. • Linear (larga y angosta).juntadeandalucia. además sirve de protección a las yemas laterales. Figura 106 Hojas según su forma Imagen Tomada de www./imagenes/imagen2. • Compuesta (formada de foliolos). dependiendo de la forma del limbo. • Arriñonada.jpg . Las hojas poseen las más diversas estructuras morfológicas especialmente en su limbo. base. • Cordada en forma de corazón. • Deltoidea. • Elíptica. ápice y tipo de borde. Según su forma • Oval. • Lanceolada. ejemplo: aloe o sábila. Borde • Entero: Liso sin hendiduras. en forma de red.juntadeandalucia.htm . • Opuestas.es/averroes/concurso2004/ver/09/partes. Borde. Modificaciones de la hoja Algunas de ellas son suculentas. La disposición de sus hojas • Alterna. • Verticiladas. Órganos reproductores de la planta La Flor Figura 107 La flor Tomado de: http://www. Ejemplo: cáctus. gruesas y carnosas retienen agua. • Dentado: Hendiduras. • Aserrado.141 Venación • • Reticular: Los nervios presentan ramificaciones Paralela: Los nervios van paralelos de un lado a otro. algunas plantas desérticas poseen tallos suculentos y sus hojas están formadas por espinas que protegen la pérdida de agua de la planta y actúan como órgano de defensa. Gineceo Formado por varios pistilos que constituyen el aparto sexual femenino de la flor. En el androceo. o infera por debajo de esta inserción. el estilo y el estigma. su función es atraer a los insectos útiles en la polinización. La posición del ovario puede ser superada por encima de la inserción de los demás verticilios florales como en el nabo. El ovario contiene los óvulos. Los estambres pueden ser todos iguales (isostémono). que lleva en su ápice una antena en donde se desarrollan los granos de polen. La simetría de la flor puede ser de dos tipos: Radical o actinomorfa cuando los pétalos son de igual tamaño y de distribución uniforme que permiten que la flor sea dividida en cuatro (4) o más porciones equivalente y bilateral o zigomorfa cuando los pétalos son de tamaño desigual y con una distribución equidistante entre ellos. durazno. portadoras de los caracteres genéticos para la siguiente generación. El pistilo o carpelo consta de tres partes: El ovario. Morfología de la flor Al observar una flor vemos que consta de cuatro partes o verticilios florales unidos al extremo modificado del tallo o receptáculo El cáliz El primer verticilio de la flor formado por los sépalos. cuya función es la protección de la yema floral. cada óvulo contiene un saco embrionario. y los verticilios internos.142 Las flores son órganos reproductores de las plantas superiores. Al igual que el cáliz la corola puede ser dialipétala es decir con los pétalos separados o gamopétala con los pétalos soldados. juntos forman el perianto o envoltura protectora de la flor. El receptáculo. tomate. Los carpelos pueden presentarse separados o estar soldados entre sí parcial o totalmente. los estambres pueden estar libres (dalistémono) o soldados (gamostémono). de la cual resultan las semillas. .Existen dos tipos de cáliz: dialisépalo que presenta sépalos libres y gamosépalo. que es rugoso y esponjoso con el fin de atrapar el polen. agruparse de dos en dos (didinamos) o en grupo de cuatro y otro de dos (tetradínamos). el cáliz y la corola. Androceo Formado por los estambres y constituyen el aparato sexual masculino. El estambre consta de un tallo o filamento. ciruela. dentro del cual crece la ovocélula. lo cual permite dividir la flor en dos partes iguales. Corola Formada por los pétalos de variados colores. para tal fin se utilizan símbolos. ejemplo: C (5). 5. . se denomina monoica. Fórmula floral Permite resumir las características de una flor. 4. Cáliz: Se presenta con la letra C seguida del número de sépalos. Androceo: Se representa por la letra A seguida del número de estambres. el cual va sin paréntesis si son libres o dentro de un paréntesis si los carpelos son soldados G(5). ejemplo: papayo.o 3. En el caso de que los sépalos sean soldados (gamosépalos) el número de sépalos se encierra en un paréntesis. los cuales se describen con una determinada secuencia así: 1. ejemplo: maíz y nogal. Sexo: Si la flor es unisexual se representa su sexo así: . Simetría: La cual puede ser actinomorfa simbolizada con un asterisco zigomorfa representada con una flecha invertida 2. si son libres se representa sin paréntesis A5 si los estambres son soldados el número de estos va dentro de un paréntesis A(5). Cuando la misma planta posee flores femeninas y masculinas. Pueden representarse de acuerdo a su agrupación A2+2. Corola: Se simboliza con la letra K seguida del número de pétalos. letras y números. Gineceo: Se representa con la letra G indicando la posición del ovario con una raya pequeña así: si es inferior la raya va debajo de la letra (G) si es superior la raya va encima de la letra (G). Seguida del número de carpelos o pistilos. 6. femeninas o masculinas unisexuales.143 Plantas monóicas y dióicas Las plantas pueden ser dióicas cunado poseen flores de un solo sexo. joroba o fresno el inchi. Si los pétalos son unidos o soldados (gamopétala) el número de pétalos se encierra en un paréntesis K(5) si los pétalos son libres el número de pétalos va sin paréntesis K5. Escorpioidea: Con flores a un solo lado y eje curvado o enmallado. definido y pueden ser: . 1. Racemosas: Tienen crecimiento centrípeto y pueden ser: .Monocasio: Formado por una flor principal terminal y otra lateral secundaria. . . .Umbela: De un punto del pedúnculo parten pedicelos como radios. 2.Corimbo: Tiene un eje principal a lo largo del cual salen pedicelos permitiendo a las flores estar en un mismo nivel.Dicasio: Con una flor lateral y dos secundarias laterales. . .Capítulo o cabezuela: De un eje ensanchado salen flores sésiles.Helicoidea: Con un eje prolongado y flores a ambos lados. cimosas y compuestas. . sino que en una rama o planta se desarrollan arreglos de pequeñas flores.Espiga: Del pedúnculo o eje salen flores sésiles.Racimo: Presenta un eje principal alargado y flores pediceladas en toda su extensión.144 Ejemplo: Inflorescencia En la mayoría de las plantas no se forma una sola flor en el ápice del tallo o en la axila de una hoja. . Las inflorescencias pueden clasificarse en Racemosas. denominadas inflorescencias. Cimosas: Su crecimiento es centrífugo. . Las sustancias alimenticias se encuentran en el endosperma o en el mismo embrión en las dicotiledóneas. Frutos simples: El fruto simple consta de un solo ovario madurado. umbela de capítulos.En las ginospermas la semilla se desarrolla en la superficie de las escamas de los conos. lirio. Frutos deshiscentes: Se abren en forma natural para liberar las semillas. Baya: Pericarpio totalmente carnoso.145 Las inflorescencias también pueden formarse por la modificación o la combinación de dos inflorescencias simples. Clasificación de frutos según Fuller y otros (Botánica. pimentón. el endocarpio es duro y pétreo. Frutos indehiscentes: No se abren al llegar la madurez contienen una o dos semillas. tulipán. contiene varias semillas. Al madurar el pericarpio puede contener sustancias de reserva que constituyen la pulpa en frutos carnosos. y contiene el embrión y las sustancias alimenticias necesarias para su desarrollo y crecimiento. papaya. ejemplo: melocotón. coco. Las clases principales de frutos simples son: a) Frutos carnosos: Pericarpio blando y carnoso en el momento de la madurez. Drupa: el exocarpio es una capa delgada. habichuela. Ejemplo: racimo de racimos. ejemplo: Uva. pepino. el ovario maduro con o sin partes asociadas se convierte en fruto. magnolia. tomate. La pared del ovario junto con las partes asociadas (si se tienen) se convierte en pericarpio o partes protectoras que rodean la semilla. ejemplo: arveja. Las semillas escapan de los frutos carnosos como resultado de la descomposición de los tejidos carnosos. albaricoque. Editorial Interamericana) 1. fríjol. . guayaba. sandía. banano. quebradizo y duro en la madurez. En otros frutos el pericarpio es seco. b) Frutos secos: Pericarpio seco. en monocotiledóneas se ubica en el albumen. cereza. violeta. racimos de espigas. El fruto y la semilla Después del proceso de fecundación. en las angiospermas la semilla se desarrolla dentro de la pared protectora del ovario. el mesocarpio es grueso y carnoso. La semilla es el óvulo maduro. aceituna. naranja. Ejemplo: frambuesa y zarzamora. Otro tipo de fruto accesorio es el pomo ejemplificado por manzanas y peras. ejemplo: mora y piña. En un fruto accesorio. rojo.146 Frutos agregados: Es un racimo de varios ovarios madurados. higuera. Fotosíntesis o producción de alimento Respiración de la planta a través de estomas Transpiración Formación de semillas Reproducción sexual de la planta Almacenamiento como en el brócoli. el coliflor Guardar y proteger las semillas Almacenamiento de sustancias alimenticias Contener el embrión de la nueva planta Reservar sustancias alimenticias para el desarrollo y crecimiento del embrión Tallo Hoja Flor Fruto Semilla . extensamente desarrollado. hasta constituir la parte principal de la estructura designada popularmen te “fruto”. en que los ovarios maduros están rodeados de tejido de receptáculo y cáliz agrandado. Frutos accesorios: Frutos que constan de uno o más ovarios madurados. como el cáliz o el receptáculo. en la que los frutos individuales son aquenios. estos tejidos complementarios están a menudo muy desarrollados. llevados a un receptáculo suculento. en los que están almacenadas grandes cantidades de alimento y agua. En la tabla siguiente se resume la función que realiza cada uno de los órganos que conforman la planta Órgano Raíz Función Fijación de la planta al suelo Absorción de agua y minerales del suelo En algunas plantas son órganos de almacenamiento como en la zanahoria y la yuca Conecta la raíz y las hojas Conduce agua y sales minerales de la raíz a las hojas Conduce sustancias elaboradas de las hojas a la raíz En algunas plantas son órganos de almacenamiento como en la papa y la cebolla cabezona Puede servir para la reproducción vegetativa de algunas plantas. entre los frutos accesorios familiares figura n las fresas. Frutos múltiples: Racimos de muchos ovarios madurados producidos por varias flores amontonadas en la misma inflorescencia. dulce. producidos por una sola flor y llevados en el mismo receptáculo. con tejidos de otras partes florales. algunos como los bacteriófagos que atacan a las bacterias.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookDiversity_1.uct. El objeto material de la microbiología viene delimitado por el tamaño de los seres que investiga. Según el objeto de estudio o de interacción entre el hombre y los microorganismos se pueden señalar múltiples clasificaciones para casos específicos de la microbiología. bacterias. icosaédricos (polígono de 20 lados). microbiología ambiental. Los virus contienen solamente un tipo de ácido nucleico que puede ser: ADN (ácido desoxirribonucleico) o ARN (ácido ribonucleico). viroides y priones. hasta organismos celulares tan diferentes como las bacterias. entre otras.147 Lección 15 Los Microorganismos Introducción La microbiología estudia los microorganismos u organismos unicelulares generalmente microscópicos que se dividen en: virus.html . Figura 108 Microfotografía de Adenovirus Tomada de http://www. lo que supone que abarca una enorme heterogeneidad de tipos estructurales. los protozoos y parte de las algas y de los hongos. micología. los cuales según la clasificación de Whittaker conforman reinos distintos a plantas y animales.emc. Por ejemplo: bacteriología.maricopa. algunas algas y hongos.ac. funcionales y taxonómicos: desde partículas no celulares como los virus. virología. microbiología agrícola.za/depts/mmi/stannard/linda. Los Virus Características Los virus son organismos submicroscópicos. protozoos. rodeado de una cubierta de proteína denominada cápsida la cual tiene función protectora. microbiología de alimentos. protozoología. de forma variable pueden ser alargados.html http://web. tienen forma más compleja su estructura presenta cabeza y cola. Para su replicación necesitan de células vivas constituyéndose en parásitos intracelulares obligados. Se reproducen en el interior de las células que infectan de donde obtienen todo el material y los mecanismos requeridos para su replicación. A esta estructura completa se la denomina partícula vírica o virión. por lo que se les sitúa en el límite entre lo vivo y lo no vivo. Los virus no tienen organización celular. es el caso del virus de inmunodeficiencia humana.148 Algunos tipos de virus poseen también una envoltura. al unirse a su material genético y causar variabilidad genética. Los virus pueden actuar de dos formas distintas: • Como agentes infecciosos productores de enfermedades en el hombre. las plantas y los animales. constituida por lípidos y proteínas. Los virus que infectan a las bacterias se denominan bacteriófagos Figura 109 Representación esquemática de un virus bacteriófago Fuente: Carmen Eugenia Piña Figura 110 Representación esquemática de bacteriófago infectando una bacteria Fuente: Carmen Eugenia Piña . • Como agentes genéticos que modifican el material hereditario de las células que infectan. ni pueden realizar sus procesos metabólicos de manera independiente. que tiene su origen en la membrana de la célula infectada y envuelve la cápsida. el virus Ebola de Kikwit se clasifica como: Orden: Mononegavirales Familia: Filoviridae Género: Filovirus Especie: virus Ebola Zaire . Por ejemplo. Ej: Herpesvirinae. que no se nombra en forma latinizada. El otro tipo de agrupación es el género. Cuando hay suficiente cantidad de ácido nucleico viral este se ensambla con la proteína vírica y abandona la célula. El sistema utiliza una serie de taxones como se indica a continuación: Orden (-virales).149 Mecanismo de replicación de los virus El proceso se inicia con la adhesión del virus a la célula El virus penetra dentro de la célula e inyecta en ella su ácido nucleico (material genético). Familia (-viridae) Subfamilia (-virinae) Genero (-virus) Especie ( ). los virus herpes se agrupan en la familia Herpesviridae. y utilizan los procesos anabólicos de las células hospedadoras para su replicación. Tampoco se ubican en ninguno de los 3 dominios El ICTV (Comité Internacional de Taxonomía de Virus) propuso un sistema universal de clasificación viral. por ejemplo. por ejemplo. el material y los mecanismos de la célula que hospeda. herpesvirus. El ADN de la célula fabrica las proteínas víricas y el ácido nucleico viral se replica en la célula que parásita utilizando las enzimas. Las subfamilias tienen el sufijo “nae”. Los virus se agrupan en familias y subfamilias cuyo nombre se ha latinizado. Clasificación de los virus Los virus no se clasifican en ninguno de los 5 reinos propuestos por Whittaker debido a que no tienen organización celular. tales como flagelos y filamentos que forman el citoesqueleto.ilce. a tal grado que se convirtieron en parásitos intracelulares y perdieron paulatinamente todos los componentes necesarios para desarrollar un ciclo de vida libre independiente de la célula hospedera. Por otra parte. ARN) b) Morfología de la partícula vírica o virion: simetría de la nucleocápsula. la gripe.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/071/htm/sec_18.edu. el SIDA. Por ejemplo. el hecho de que la organización de los virus es de tipo no celular.150 Los criterios utilizados en este sistema de clasificación son: a) Tipo y naturaleza del genoma. es un importante argumento en contra de esta teoría. es probable que algunos fragmentos de ácido nucleico hayan sido transferidos en forma fortuita a una célula perteneciente a una especie diferente a la que pertenecen dichos fragmentos. La otra teoría propone que los virus son el equivalente a genes vagabundos. las envolturas de los virus no muestran similitudes arquitectónicas con las membranas celulares o en caso de poseer dicha arquitectura es debido a que la envoltura viral fue adquirida como consecuencia de la protrusión o brote de la partícula viral a través de la membrana celular. protozoarios y hongos) que alguna vez fueron parásitos obligatorios de otras células. desde el punto de vista morfogenético. las paperas. el . 2. a los organelos celulares constituidos por subunidades de proteína. la rabia. Sin embargo. por causas desconocidas podrían sobrevivir y multiplicarse en la nueva célula hospedera. la poliomielitis. c) Mecanismo de replicación Hospedero Otro sistema de clasificación se basa en la capacidad de infectar determinadas células huésped y de acuerdo con ello se subdividen en tres clases principales: virus animales. la hepatitis. presencia de envoltura.htm 1. (AND. ya que las cápsides virales son análogas. Enfermedades virales Los virus son causantes de enfermedades infecciosas en el hombre como son : la viruela. Una teoría propone que los virus son consecuencia de la degeneración de microorganismos (bacterias. virus bacterianos o bacteriófagos y virus de las plantas Origen de los virus Existen 2 hipótesis sobre el origen de los virus: http://bibliotecadigital. los cuales en lugar de haber sido degradados (como ocurre generalmente). y no son parecidas a las membranas celulares. Los medios para prevenir la infección viral son las vacunas que causan inmunidad. la fiebre amarilla ésta última transmitida por un vector. Se cree que los viroides podrían proceder evolutivamente de los intrones. la encefalitis.151 sarampión .pueden realizar funciones que en otras condiciones no podría realizar Algunos virus se utilizan en medicina para introducir información a células animales que presenten defectos genéticos o adquiridos y así lograr que funcionen normalmente. la rubéola. Los virus permiten la elaboración de vacunas. las bacterias que han sido infectadas por virus –bacteriófagos. en los animales originan el moquillo. Algunos virus atacan bacterias e insectos perjudiciales ayudando a mantener el equilibrio ecológico. la encefalitis. el herpes. la influenza. Importancia biológica de los virus Los virus sirven para adelantar investigaciones biológicas relacionadas con su mecanismo de replicación y así poder encontrar mecanismos para controlar su multiplicación. por relaciones sexuales sin protección y por último a través de la madre al hijo durante el embarazo o en el momento del parto. Por ejemplo. Se les considera como la etapa primitiva de los virus. otros a través de picaduras de insectos es el caso de la fiebre amarilla. Los mecanismos de trasmisión son diversos algunos por vía respiratoria cuando la persona enferma estornuda o tose. evitar el contacto con personas infectadas. Viroides Son moléculas de ARN circular (300-400 nucleotidos) que carecen de cubierta viral o cápsida. Se encuentran en células vegetales donde causan enfermedades. esterilización de objetos. el cólera. fueron de los primeros modelos para el estudio del funcionamiento del genoma. En el caso de las plantas la trasmisión se hace por insectos o nematodos. los que causan trastornos digestivos por vía oral-fecal y por inoculación con jeringas u objetos infectados. la rabia. los biólogos utilizan los virus para estudiar el mecanismo de control de la información genética y extrapolarlo a organismos más complejos. Los virus sirven como mediadores en el intercambio genético entre individuos de una misma o diferentes especies proporcionando variabilidad de los organismos y por ende disminuyen la susceptibilidad a ser infectados. Debido a que los viroides no codifican para ninguna proteína deben necesariamente reclutar proteínas y vías metabólicas de la célula hospedera para completar su ciclo infeccioso. o por mordedura de animales enfermos como en el caso de la rabia. . son de tamaño menor que los virus. y en las plantas enfermedades como el virus del mosaico del tabaco y el virus del mosaico amarillo del nabo entre otras. uso de jeringas desechables. por transfusión de sangre contaminada. por un lado se transmiten verticalmente. mientras que por otro lado se comportan de manera infectiva. (estructura primaria) idéntica a la proteína del prión patógena. Los priones. Todas las enfermedades ocasionadas por priones son neurológicas. La proteína del prión (PrP) normal. Bajo peso molecular 2.phtml Proteínas del Prion Los priones son agentes patógenos formados por una proteína (proteína del prión o PPr). o las enfermedades producidas por priones. tiene una secuencia de aminoácidos. Infecciosos Priones Son proteínas que se multiplican en la célula hospedadora donde generan graves alteraciones. mediante contagios que pueden darse entre individuos de distintas especies. por ejemplo el síndrome de las vacas locas.152 Características 1. transmitiéndose horizontalmente. como cualquier enfermedad hereditaria típica. No tienen cápsula proteica 3. Parásitos obligados 5. tienen un comportamiento sorprendente.com/biologia/microbio/priones. Se multiplican en forma autónoma 4. A continuación se presenta una ampliación tomada de: http://enfenix.webcindario. La diferencia entre las dos recae en la estructuras secundaria y terciaria Proteína de Prion Normal Proteína de Prion patógeno . al calor y no se disuelven en agua. ya que las proteínas con láminas beta son muy resistentes a las enzimas proteolíticas. el poder infectivo de los priones . Ahí radica al parecer. Este cambio de configura ción es crucial. le cambia la conformación y la hace capaz de convertir las estructuras de más proteínas normales. la proteína patógena lo es en láminas beta .153 Proteína patógena infectando una normal Interacción de proteína normal con proteína patógena Estructura terciaria de la proteína del prión Estructura secundaria del Prion La proteína normal es muy rica en hélices alfa . la proteína alterada tiene una característica única: interacciona con una molécula de proteína normal. Pero sobre todo. Las nuevas proteínas patógenas inducen el cambio en otras normales.medynet.net/ Journal sobre virología .html http://www. Para saber más Profundización sugerida para estudiantes de Regencia de Farmacia. Zootecnia. lo cual produce un efecto de "cascada". como ha ocurrido por ejemplo al consumir las vacas piensos elaborados a partir de ovejas enfermas. Curso sobre Virología de la Universidad de Rochester: http://www.com/usuarios/nnuneza/virologia/indexviral.virology.154 Esquema explicativo poder infectivo de los Priones Figura 111 Esquema explicativo poder infectivo de los Priones Puede ocurrir que la proteína patógena infecte individuos que producen proteína normal (a). transformando las hélices alfa de su estructura proteica en láminas beta. e Ingeniería de Alimentos. En este caso la proteína patógena origina un cambio conformacional de la proteína normal (b). paradójicamente. que analizó a 502 personas. se confirma plenamente ahora: el adenovirus Ad-36 desempeña un papel crucial en la obesidad humana. Estados Unidos. Estos obesos se distinguen además de los otros en que.155 Lectura Nuevas investigaciones confirman el origen vírico de la obesidad El 30% de los casos pueden deberse a infecciones y una vacuna puede prevenir hasta el 15% del sobrepeso Nuevas investigaciones confirman que el 30% de los casos de obesidad son debidos a infecciones víricas y que una vacuna puede reducir el crecimiento de la enfermedad en un 15%. en ciertos casos. con infecciones virales. El estudio reveló asimismo que los obesos infestados con el Ad-36 pesan una media de 20 kilos más que las demás personas investigadas. Dhurandhar. Lousiana. Según el profesor Dhurandhar. mientras que los mismos anticuerpos estaban presentes únicamente en el 5 por ciento de las personas no obesas. Cierto tipo de obesidad. Lo que en 1997 se descubrió en animales y el año pasado en humanos. En el estudio publicado en el International Journal of Obesity. de la misma forma que se previenen enfermedades como la rubéola o la polio. podría evitarse por medio de vacunas. Explicando el estado actual de sus investigaciones. Hasta ahora se han identificado al menos 40 subtipos de adenovirus que pueden provocar problemas respiratorios e infecciones gastrointestinales. El investigador Nikhil V. sus investigaciones demuestran que el Ad-36 desempeña un papel crucial en la obesidad humana. del Centro de Investigaciones Biomédicas de Pennington. En consecuencia. una asociación líder en investigación científica sobre la obesidad. tienen una tasa más baja de colesterol y de triglicéridos. una protección similar aplicada en la infancia evitaría que los niños desarrollasen el sobrepeso en la edad adulta. demostró que el 30 por ciento de ellas presentaban anticuerpos del virus Ad-36. derivada de un virus. según el equipo médico que lleva investigando la posible relación de la obesidad con un tipo de virus y que ha informado del estado de sus conocimientos en el congreso de la NAASO norteamericana. afirmó en Vancouver que el exceso de peso está relacionado. celebrado la pasada semana en Vancouver. Los . Dhurandhar señaló que se ha comprobado que el adenovirus 36 (Ad-36) estaba presente seis veces más en los obesos que en las personas de peso normal. Por Marta Morales. que ya fueron objeto de un estudio publicado recientemente por el International Journal of Obesity. originando hasta 20 kilos de más en las personas infestadas. Aunque a menudo vaya asociada a un consumo excesivo de alimentos o a un tipo de vida sedentaria. de recto y de próstata en hombres. favoreciendo la acumulación de grasa y su rápido crecimiento. el caso es que también existen otras causas. con infecciones virales.156 investigadores consideran que el Ad-36 afecta al metabolismo de las células adiposas en crecimiento. los infartos cerebrales. Dhurandhar está especializado en la investigación de las relaciones entre los virus y la obesidad. Evitar graves riesgos Los riesgos que para la salud entraña la obesidad son múltiples. Otras . Hasta ahora se sabía que la obesidad está relacionada con múltiples factores. y de útero y pecho en mujeres). y ha desarrollado su propia teoría acerca de lo que ha bautizado como el “virus de la obesidad”. Eso significa que una persona infestada por el virus engorda mucho más que otra persona que coma la misma cantidad y tipo de alimentos. los problemas cardiacos (varios estudios han demostrado que por cada kilogramo de sobrepeso aumenta en un 1% el riesgo de muerte por enfermedades coronarias). el exceso de colesterol en la sangre. de los que existen 49 tipos agrupados en seis subgéneros (de la A a la F). Investigaciones previas ya habían demostrado que ratones y monos a los que se les había inyectado dicho virus ganaban peso rápidamente. Dhurandhar considera que el exceso de peso está relacionado. señala que una protección similar aplicada en la infancia evitaría que los niños desarrollasen el sobrepeso en la edad adulta. de la misma forma que se previenen enfermedades como la rubéola o la polio. cistitis y sarpullidos. el cáncer (principalmente de colon en hombres y mujeres. Sus efectos más comunes en el organismo humano son las enfermedades respiratorias. Además de la muerte. Virus identificado Los adenovirus son virus de tamaño mediano. conjuntivitis. el contacto con los contaminantes o la ingesta de medicamentos. Las investigaciones de Dhurandhar han demostrado que existe una relación entre la grasa que genera el cuerpo y la presencia de los anticuerpos del AD-36 en la sangre. como la herencia genética. en ciertos casos. En consecuencia. pero también producen gastroenteritis. perteneciente al grupo de los llamados adenovirus. el sobrepeso propicia un gran número de enfermedades crónicas como la diabetes. Uno de estos adenovirus es capaz además de producir obesidad. Generalmente estables contra agentes químicos o físicos. la hipertensión. los adenovirus pueden sobrevivir durante un tiempo prolongado fuera del cuerpo. La NAASO norteamericana ofrece en su web la posibilidad de calcular la masa corporal. pueden provocar un giro en los comportamientos asociados a esta enfermedad. la más susceptible de sufrir una cirugía para reducir el sobrepeso. la muerte se lleva al 5 por ciento de los hombres y al 3 por ciento de las mujeres que han sufrido este tipo de intervenciones quirúrgicas.157 enfermedades derivadas del exceso de peso serían la artritis y los problemas respiratorios. Cirugía peligrosa La divulgación de los avances en esta investigación coinciden con la publicación de otros estudios en Estados Unidos que desvelan que los riesgos de morir como consecencia de la cirugía aplicada a la reducción de peso son mayores de lo que se pensaba. según sus estimaciones. en 2002 la cifra ascendió hasta los 71. la empresa Obetech ofrece la posibilidad de descubrir si una persona está infestada por el Ad-36. mientras que en 1998 sólo 13. un nuevo estudio revela que entre los 35 y los 45 años de edad. debido en gran parte a un aumento del 900 por ciento en las operaciones en pacientes con edades entre los 55 y 64 años. incluso entre las personas con sobrepeso que están entre los 30 y 40 años de edad. Allí pudo constatar que ciertos agentes patógenos provocan un rápido aumento del peso en algunos animales después de ser infestados con el Ad-36. era del uno por ciento. mientras trabajaba como médico en Bombay. El Dr. Hasta ahora se pensaba que la tasa de mortalidad en esta categoría de edad. Según un estudio de la Agencia para la Investigación y Calidad de la Sanidad (AHRQ).733. La obesidad mata cada año en Estados Unidos a 300. La posible vacuna contra la obesidad y el descubrimiento de los riesgos quirúrgicos. en la India. Por su parte.386 estadounidenses recurrieron a la cirugía bariátrica. Sin embargo. Dhurandhar comenzó a interesarse en los casos virales de la obesidad en los años 80. Los porcentajes de mortandad se elevan en los pacientes que tienen entre 45 y 54 años de edad.000 personas y los descubridores del origen vírico de la obesidad consideran que el AD-36 tiene infectada al 20% de la población norteamericana. Written by Marta Morales on miércoles 19 Octubre 2005 . El número de estadounidenses que recurrieron a la cirugía para reducir su peso se multiplicó por cinco entre 1998 y 2002. Una vacuna podría prevenir el 15% de los casos de obesidad. El segundo grupo lo llamó Arqueobacteria o Arquea e incluye las bacterias que pueden crecer en condiciones extremas como los hielos antárticos psicrófilas. Son procariotas.medynet. con capacidad de realizar fotosíntesis. Formada por formada por lípidos. o en aguas muy hirvientes son las arqueas llamadas termófilas extremas. . filamentosas. individuales o en grupo. suelo.158 Para saber más Profundización sobre virología http://www. Poseen además de la clorofila un pigmento azul llamado ficocianina. unicelulares de organización muy sencilla.com/usuarios/nnuneza/virologia/indexviral. agua y cuerpo de otros organismos. comprobó que los procariotas pertenecientes al reino Mónera se dividían en 2 grupos o dominios: al primero de ellos lo llamó Eubacteria o Bacterias verdaderas y comprende las bacterias más comunes que habitan en el cuerpo de los seres vivos. Las cianobacterias se utilizan como indicadoras de polución orgánica.html http://www. Las bacterias o eubacterias son microorganismos que habitan en el aire. Se estima que existen unas 1700 especies.virology. aire y agua e incluye las Cianobacterias o algas verdeazules. suelo.net/ Las Arqueobacterias y Bacterias Introducción Carl Woese mediante la secuenciación de la molécula de ARNr. lobuladas Estructura de Arquea Pared Celular semejante a la pared celular de las bacterias gram negativas. proteína o glicoproteína a diferencia de la pared celular de peptidoglucano de las eubacterias. Algunas arqueas son habitantes del intestino del hombre y animales Características de las Arqueas Forma de las Arqueas Presentan formas similares a la de las bacterias verdaderas: esféricas. las bacterias productoras de gas metano y las que se desarrollan en medios salinos o sea las halobacterias. La pared presenta simetría hexagonal y adquiere diferentes morfologías como respuesta a los diferentes ambientes en los cuales se desarrolla. o las que habitan en medios anaerobios. con pH muy ácido. bacilares. separado en cromoplasma (periférico y pigmentado) y centroplasma (central. en donde se reconoce su presencia porque forman manchas rojas. Eubacterias . ficoeritrina C. un pigmento que reacciona con la luz y permite que la arqueobacteria fabrique el ATP. Las arqueas obtienen energía a partir de compuestos como hidrógeno. Se pueden encontrar en algunos tipos de alimentos en los que se han utilizado altas concentraciones de sal (salmueras) para su preservación como es el caso de pescados y carnes. este último arreglo es muy estable a temperaturas altas por lo tanto. de color azul.Las cianobacterias . ficocianina C. Protoplasma (citoplasma). c. de color rojo. phycoxantina. dióxido de carbono y azufre.latinoseguridad. El ARN y enzimas de arqueobacterias son diferentes al de las bacterias verdaderas. Los pigmentos que se encuentran en el citoplasma son: clorofila a. Carecen de ácidos grasos y en su lugar tienen cadenas laterales compuestas de unidades repetitivas de isopreno unidas por enlaces éter al glicerol que constituyen el gliceroldiéter cuando se distribuyen a manera de bicapa y el gliceroltetraéter cuando es a manera de monocapa. Por ejemplo ellas fabrican una variedad de moléculas y enzimas protectoras. cianoficina y ribosomas. Algunas lo hacen a partir de la energía solar a través de la bacteriorodopsina.com/ LatinoSeguridad/Fenat/Arqueas. Nucleoplasma contiene el ADN puede aparecer en forma de pequeños gránulos. ficocianobilina.159 Membrana Plasmática puede presentar invaginaciones o mesosomas parecidos a los de las bacterias gram positivas. ficoeritrobilina entre otros. Las arqueas que viven en medio ambiente altamente ácidos. Las arqueóbacterias presentan además mecanismos de defensa contra las condiciones extremas que podrían afectarlas. granuloso e incoloro). no es una sorpresa que se encuentre principalmente en las arqueas termoacidófilas. pueden aparecer granos de volutina.shtml evitar que el ADN se destruya. Las arqueas halófilas toman del exterior sustancias como el cloruro de potasio para equilibrar el interior de la célula y evitar que el agua salada penetre y destruya la célula. poseen en su superficie celular unas moléculas cuya función es ponerse en contacto con tomado de: el ácido para evitar que penetre en la célula y así http://www. carotenoides. y contribuyendo de manera importante a la productividad primaria global de la Tierra. encontrándose en ambientes muy variados. Se caracterizan por que son procariotas (sin núcleo verdadero). las cianobacterias han tenido una enorme relevancia en la evolución de nuestro planeta y de la vida en él. tamaño entre 1 µm hasta varios micrómetros.csic. siendo. . En la actualidad presentan una amplia distribución ecológica. siendo la fotoautotrofia.eez. En relación con esto. Al ser responsables de la primera acumulación de oxígeno en la atmósfera. tanto terrestres como marítimos. Unicelulares. al igual que en las bacterias. capaces de hacerlo en condiciones de aerobiosis (de hecho. con fijación de CO2 a través del ciclo de Calvin.htm Las cianobacterias son organismos antiguos que se caracterizan por conjugar el proceso de la fotosíntesis oxigénica con una estructura celular típicamente bacteriana. pardo o negro). autótrofos (fundamentalmente). Los géneros Oscillatoria. a su vez. Spirulina y Rivularia presentan movimiento Importancia biológica de cianobacterias http://www. su principal forma de vida. e incluso en los más extremos. por bipartición.es/~olivares/ciencia/fijacion/cianobacterias. es también relevante el hecho de que muchas cianobacterias sean capaces de fijar el nitrógeno atmosférico. o por fragmentación de filamentos Algunas experiencias parecen confirmar que existen fenómenos que implican la recombinación de material genético.160 Las cianobacterias conocidas comúnmente como algas verde-azuladas por su color verde-azulado (a veces rojizo. La reproducción en las cianobacteriaas puede ser asexual. ciertas cianobacterias representan los mayores fijadores en amplias zonas oceánicas contribuyendo de forma importante a la cantidad total de nitrógeno fijado en vida libre). asimismo. 2004). Son procariotas. merece particular mención la capacidad de algunas especies filamentosas de desarrollar unas células llamadas heterocistos.161 Cianobacterias y fijación de nitrógeno La existencia conjunta de la fotosíntesis y de la fijación de nitrógeno ha requerido el diseño de estrategias que hagan posible el funcionamiento de ambos procesos antagónicos desde el punto de vista de sus requerimientos ambientales. CSIC. que incluyen la construcción de especies y la disponiblidad de la secuencia completa de los genomas de varias de ellas. Anabaena azollae . los cuales tienen conexiones intercelulares con las células vegetativas adyacentes. distribuidas a lo largo o al final del filamento (cianobacterias multicelulares filamentosas). en simbiosis con helechos . Instituto de Biología Vegetal y Fotosíntesis. de tal manera que existe un continuo movimiento de los productos de la fijación de nitrógeno desde los heterocistos hacia las células vegetativas y de los productos fotosintéticos desde las células vegetativas hacia los heterocistos (Todar. agua y cuerpo de otros organismos. Los heterocistos son células especializadas. unicelulares de organización muy sencilla.) Las Bacterias o eubacterias son microorganismos que habitan en el aire. . (Con la contribución de Antonia Herrero. Anabaena azolla juegan un papel importante en el desarrollo de cultivos como el arroz. suelo. proporciona hasta 50 kg de nitrógeno/ha siendo la utilización de este sistema fijador general en muchas regiones del sudeste asiático. En este sentido. representa un modelo simple de establecimiento de patrones espaciales de diferenciación cuyo estudio puede abordarse con la gran variedad de herramientas desarrolladas para el análisis genético-molecular de las cianobacterias. enormemente especializadas en la fijación del nitrógeno en ambientes aeróbicos. Las bases moleculares del proceso de diferenciación de los heterocistos y el establecimiento del patrón de distribución de los mismos en el filamento cianobacteriano constituyen uno de los campos más activos en el estudio actual de las cianobacterias y. Muchas cianobacterias. por ejemplo. Entre tales estrategias la separación en el tiempo o en el espacio de ambas funciones permite el desarrollo normal de la célula en condiciones de bajos niveles de nitrógeno combinado. un comensal del intestino del pez cirujano que mide 0. en forma de coma las llamadas vibrios y algunas en forma cuadrada con lados y esquinas en ángulo recto. La forma de la bacteria puede ser modificada por las condiciones ambientales. Algunos micoplasmas tienen tamaños que oscilan entre 0. las hay esféricas u ovales llamadas cocos. temperatura. de las condiciones ambientales (nutrientes. y depende de la cepa. que equivale a 1/1000 milímetros (10-3 mm) = 1 micrómetro).5 m m de ancho por 2 m m de largo. Composición Las bacterias están constituidas por un 70% de agua y un 30% de materia seca. en forma de espiral o helicoidal. o bacterias de un tamaño mayor como Epulopiscium . Para darse una idea de su tamaño se calcula que en un centímetro cúbico cabe alrededor de un millón de billones de bacilos de tamaño medio. de esta materia seca el 70% corresponde a proteínas. sales. el 3% a ADN. fimbrias o pelos y cápsula. alargadas cilíndricas en forma de bastón se les denomina bacilos. Las bacterias difieren en la forma.3 micrómetros (mm) de diámetro Escherichia coli habitante natural en el intestino humano mide aproximadamente 0. el 5% a azucares. esporas.5 mm. El rango en el tamaño de las bacterias es muy variado. existen bacterias como las nanobacterias de aproximadamente un 0. los espirilos. el 12% a ARN. los flagelos. La unidad de medida bacteriana es el micrómetro. el 6% lípidos y el 4% a minerales Estructura de las bacterias: Dentro de este grupo se encuentra la pared celular.2 a 0.05 m m.162 Figura 112 Representación esquemática de una bacteria fuente: Carmen Eugenia Piña López Características El tamaño microscópico de las bacterias está determinado genéticamente. tensión superficial). Estas estructuras no siempre se . El prefijo gram proviene de la técnica de coloración que se utiliza para la diferenciación primaria del tipo de bacteria. . en la membrana plasmática se localizan también enzimas que intervienen en la producción de energía (ATP). se encuentra rodeando la membrana citoplasmática de casi todas las bacterias. El grosor de la pared de las bacterias oscila entre de 10 y 80 nanómetros. La pared celular constituye una porción apreciable del peso seco total de la célula. por lo tanto se consideran variables. razón por la cual se estima que no son esenciales. ARN. función que en la célula eucariótica cumple la mitocondria. en él se encuentran: materiales de reserva . * Citoplasma el cual presenta un aspecto viscoso. En las bacterias gram. * Los mesosomas son repliegues y extensiones de la membrana citoplasmática. En las eubacterias la pared celular contiene peptidoglicano. Se considera esencial para el desarrollo y división bacteriana. compuesto que no se encuentra en las células eucariotas. se encuentran el ácido diaminopimélico y ácido teicoico * Membrana plasmática la cual presenta invaginaciones. un nucleoide ubicado en su zona central donde se encuentra la mayor parte del ADN bacteriano en algunas bacterias se encuentran dispersos por el citoplasma fragmentos circulares de ADN con información genética llamados plásmidos y pigmentos fotosintéticos en el caso de bacterias fotosintéticas. mientras que en las bacterias gram-negativas está rodeada por una membrana externa. Su función es la síntesis de proteína. La célula bacteriana consta de: * Pared celular: es una estructura rígida.positivas se halla inmerso en una matriz aniónica de polímeros azucarados. están compuestos por ácido ribonucleico . intervienen en procesos metabólicos y de reproducción de la célula bacteriana.163 encuentran en todas las bacterias. posee una gran rigidez lo cual le confiere gran resistencia. que son los mesosomas que contienen enzimas que participan en la duplicación del ADN. ribosomas. En el citoplasma se realizan los procesos metabólicos de la célula bacteriana * Ribosomas son organelos con apariencia de gránulos. Además de los compuestos anteriores. algunos se hallan dispersos en el citoplasma bacteriano y otros s e agrupan en cadena y se les denomina polirribosomas. dependiendo de la especie y de las condiciones de cultivo puede representar del 10 al 40 por ciento del peso seco del organismo. e inmersa en un espacio periplásmico.ARN (60%) y proteína (40%). cumple con dos funciones importantes: mantener la forma de la célula y evitar que la célula colapse debido a las diferencias de presión osmótica por el constante intercambio de fluidos. Los plásmidos son muy utilizados en ingeniería genética ya que por su tamaño resulta fácil manipularlos. Por ejemplo el código que hace resistentes a las bacterias a los antibióticos. hierro. se compone principalmente de ADN aunque también puede encontrarse ARN y proteínas asociadas a éste. Los plásmidos se replican de manera independiente al cromosoma y contienen información genética para la bacteria complementaria a la contenida en el nucleoide y que le es útil para su supervivencia en condiciones desfavorables. algunas veces llamado nucleoide. luminosos es el caso de las bacterias fotosintéticas que tienen fototactismo positivo a los rayos luminosos. Las moléculas de ADN plásmico a pesar de encontrarse fuera del cromosoma. azufre que se almacenan en el citoplasma. El ADN esta dispuesto en un cromosoma largo y circular. en los períodos de suficiente aporte nutricional para ser utilizados en épocas de inanición *Las vesículas se encuentran en ciertas bacterias que habitan en lagos estas vesículas les sirven para flotar. quimiotactismo negativo. Las bacterias que poseen flagelos tienen movilidad. la galactosa y se denomina quimiotactismo positivo o por el contrario son repelidas de algunos compuestos como los antibióticos. o sea. * Los plásmidos son pequeñas moléculas circulares de ADN extracromosómico. contrarrestando la atracción gravitatoria. toman una conformación de doble hélice al igual que el ADN de los cromosomas. la resistencia y la tolerancia a los materiales tóxicos. o del movimiento Browniano que es la constante vibración de las bacterias en un punto fijo comportamiento que se presenta por estar suspendidas en medio líquido y por su pequeño tamaño . genóforo o cuerpo cromatínico. * Flagelos presentes en la mayoría de bacterias. La movilidad debe distinguirse del movimiento pasivo de las bacterias en una sola dirección como consecuencia de las corrientes en la preparación. Los flagelos permiten a la mayoría de bacterias la movilidad en medios líquidos. generalmente son rígidos. una excepción son las bacterias deslizantes que se mueven por flexión de la pared celular. se encuentran en la región nuclear de algunas bacterias.164 *Los cuerpos de inclusión o gránulos son materiales de reserva como lípidos. el movimiento de traslación de un punto a otro en forma rápida y de zig zag permitiéndoles responder a estímulos por ejemplo: químicos cuando las bacterias son atraídas a determinados compuestos como la glucosa. la capacidad de apareamiento. introducir en ellos información e introducirlos en otras células bacterianas viables en las cuales se expresa la información que ellos portan. se pueden aislar. implantados en la membrana celular mediante un corpúsculo basal. y así lograr el óptimo de luz * La región nuclear esta localizada centralmente en la célula. no tienen función de motilidad * Cápsula es una estructura de material viscoso que rodea la pared celular de muchas bacterias que se encuentran en su ambiente natural. El proceso de división ocurre en tres fases principales: 1. sitios de adsorción para virus bacterianos y además pueden servir como pelos sexuales para el paso de ADN de una célula a otra. luego la pared . * Endosporas Son estructuras generalmente de forma esférica que se forman en ciertas bacterias gram positivas como respuesta a condiciones ambientales adversas (poca humedad. agentes químicos y físicos etc. Ciertas formas filamentosas pueden producir la endospora en el extremo del filamento y aparecen de manera libre. cuando una bacteria encapsulada invade a un huésped.165 * Fimbrias o pili muy numerosos y cortos. La división empieza en el centro de la bacteria por una invaginación de la membrana citoplasmática que da origen a la formación de un septo o tabique transversal. La síntesis de la pared. dos en cuatro y cuatro en ocho y así sucesivamente. unas pocas por gemación. La cápsula no cumple ninguna función metabólica pero sirve de protección.). igualmente permite a las bacterias adherirse a sus sustratos. permite la adhesión de bacterias hermanas para la formación de colonias. Durante la bipartición la célula bacteriana origina dos células iguales o clones. temperaturas extremas. la citocinesis o separación celular. Cuando las condiciones ambientales vuelven a ser favorables la endospora se transforma de nuevo a la forma vegetativa. La bacteria da lugar a dos células hijas. lo que sirve para su identificación Reproducción Generalmente las bacterias se reproducen asexualmente por fisión binaria o bipartición. 2. El resultado de la fisión binaria son dos células hijas por cada célula madre. El proceso se inicia con la duplicación del ADN. Este mecanismo de división celular es más rápido y menos organizado que la mitosis y la meiosis. elongación o alargamiento de la célula y duplicación del material genético o ADN. separación de ADN dentro de las células hijas formadas y 3. algunas especies de bacterias filamentosas se reproducen por esporas que se forman en los extremos de los filamentos. el crecimiento bacteriano y la duplicación del ADN regulan la división celular. así. La separación de las dos células va acompañada de la segregación en cada una de ellas de uno de los dos genomas que proviene de la duplicación del ADN materno. una célula se divide en dos. se encuentran relacionadas con diversas funciones como la de adherencia a las superficies de tejidos. en otras bacterias como Clostridium se pueden observar en el interior de las bacterias a las que deforman de una manera característica. la cápsula evita que los mecanismos de defensa del huésped destruyan la bacteria. una bacteria donadora F+ transmite a través de un puente o pili. conjugación. de otra bacteria que se encuentran dispersos en el medio donde vive. La bacteria que se llama F+ posee un plásmido.166 celular y la membrana plasmática forman un tabique que divide la célula bacteriana en dos como se ve en el siguiente esquema: Figura 113 Representación reproducción de una bacteria fuente: Carmen Eugenia Piña López Intercambio genético en bacterias Sin embargo en algunas bacterias ocurren intercambios genéticos (intercambio de genes) como resultado de tres mecanismos: transformación. un fragmento de ADN. a otra bacteria receptora F-. además del cromosoma bacteriano. . Transformación: Consiste en el intercambio genético producido cuando una bacteria es capaz de captar fragmentos de ADN. Animación sobre proceso de conjugación Conjugación: En este proceso. transducción e intercambio de plásmidos. Las autótrofas utilizan la luz del sol y el bióxido de carbono o compuestos inorgánicos. Las heterótrofas (por absorción) pueden utilizar fuente de carbono orgánico para su alimentación. el azufre para fabricar su alimento. se realiza a través de un virus bacteriófago. como simbiontes formando parte de la flora bacteriana normal de la piel. cavidades y tracto digestivo del hombre y de los animales y saprofitas la gran mayoría. Clasificación de las Bacterias En la siguiente tabla se resumen algunos de los aspectos fundamentales en la clasificación de las bacterias Por composición de la pared celular que reacciona a la tinción de gram Gram negativas no retienen el cristal violeta conservan el colorante rojo por ejemplo safranina son susceptibles a las cefalosporinas Diplococo en parejas Gram positivas absorben y conservan el colorante cristal violeta son susceptibles a la penicilina y estreptomicina Por forma Por ordenamiento Representación Coco único Coco (esférico) Diplocococo en parejas . Las bacterias pueden vivir como parásitos afectando los organismos donde habitan.167 Transducción: En este caso la transferencia de ADN de una bacteria a otra. por ejemplo. Nutrición Las bacterias pueden ser autótrofas o heterótrofas. ayudando a la descomposición de la materia orgánica muerta. que se comporta como un vector intermediario entre las dos bacterias. 168 Estreptococo en cadena Estafilococo en racimo de uvas Sarcina grupo de ocho cocos Tetracoco Grupo de cuatro cocos Espirilos En forma de espiral Bacilos En forma de bastón Otro aspecto a tener en cuenta en la clasificación de bacterias es la necesidad de oxígeno para poder vivir. . Utilidad de las bacterias Las bacterias son útiles: Para fijar el nitrógeno atmosférico que es tomado por las plantas y luego trasferido a los animales. las bacterias que requieren de oxígeno para cumplir sus procesos vitales se denominan aerobias. mientras que las que viven en ausencia de oxígeno se llaman anaerobias. . bacteria que afecta el sistema nervioso causando rigidez muscular y la muerte La que ocasiona la gangrena gaseosa o putrefacción de tejidos. En la elaboración de productos lácteos como: queso. que produce una enfermedad de trasmisión sexual denominada sífilis.169 En la descomposición la materia orgánica muerta ayudando de esta manera a la fertilización del suelo. que además lesiona el corazón y el sistema nervioso ocasionando la muerte. mantequilla En la producción de vinagre. La espiroqueta Treponema pallidum. En la depuración de aguas residuales. La Echerichia coli ha sido manipulada genéticamente para producir insulina Enfermedades de origen bacteriano Las bacterias pueden ocasionar enfermedades. El bacilo de Koch o Mycobacterium tuberculosis que causa la tuberculosis cuando la persona enferma tose y en su esputo se libera el bacilo. la difteria. En el curtido de cueros. entre las bacterias más perjudiciales tenemos: La causante del tétano en caso de heridas contaminadas con Clostridium tetani. En la producción de encurtidos. En la producción de determinadas enzimas. La bacteria contaminante es un Clostridium que penetra en heridas o puede ser trasmitida por la ingestión de aguas contaminadas. órganos especialmente de las extremidades del hombre y de los animales siendo necesaria su amputación. El bacilo Salmonella typhi causante del tifo a través de alimentos contaminados con excretas. yogur . En la producción de algunos antibióticos. El bacilo Corynebacterium diphtheriae que produce una infección del sistema respiratorio. . Figura 114 Caracteristica del paramecio Sacordinos Se desplazan por medio de pseudópodos (falsos pies). ciliados. Se reproducen por división binaria (la célula se divide en dos) tienen capacidad de locomoción o desplazamiento. se encuentran en su mayoría en medios acuáticos. eucarióticos. Para saber más http://www.ugr. La mayoría son heterótrofos.170 La Brucella. flagelados y esporozoos. leche o carne contaminada y en la mujer provoca el aborto espontáneo. sin embargo algunos son autótrofos. Según la forma como se desplazan los protozoos se clasifican en: sacordinos.htm Los Protozoos Características y clasificación Son organismos microscópicos unicelulares.es/~eianez/Microbiologia/programa. bacteria que causa la brucelosis por contacto con ganado infectado. en el suelo húmedo aunque algunos son endoparásitos y otros ectoparásitos. que son prolongaciones de la célula que les sirven además para capturar el alimento. La ameba causante de infección del intestino o del hígado (amebiasis) por la ingestión de aguas o alimentos contaminados con heces.La Entamoeba histolítica.telefonica.htm Son representantes de este filo: . Figura 115 Entamoeba histolítica. filamentos cortos. vibrátiles y numerosos que rodean su cuerpo. . donde el alimento es digerido por acción de enzimas. Se caracterizan por ser los únicos organismos con dos núcleos uno para la reproducción y otro relacionado con la alimentación.hr/bio/odgovori/odgovor315. que produce la disentería.171 englobarlo y formar una vacuola digestiva. . Tomada de: http://hpd. .Los foraminíferos componentes del plancton (con un caparazón por cuyos orificios salen los pseudópodos) Ciliados Figura 116 Paramecium Tomada de Biodidac http://http://personal.botanic.terra.htm#Paramecium%20caudatum Se desplazan y capturan el alimento por medio de cilios. enfermedad propia de los países tropicales y que produce unas diarreas muy intensas.es/web/ayma/atlas_p. htm Carecen de órganos de locomoción son parásitos de células del hombre y de los animales . el Balantidium coli parásito del intestino del hombre causante de inflamación del intestino. que produce la enfermedad del sueño. como el Tripanosoma. formando numerosas esporas. llamados flagelos. Figura 117 Tripanosomas en sangre Tomada de Biodidac. que contagia al picar a otros seres vivos.cdc.irabia. Un representante es el Plasmodio. Flagelados Para moverse utilizan unos filamentos largos y poco numerosos. El tripanosoma es transportado por la saliva de la mosca tsé-tsé.Se reproducen por división múltiple. la Vorticela. http://www. El Plasmodium hembra infecta los glóbulos rojos causándoles su . Muchos son de vida libre y otros son parásitos.htm Esporozoos Figura 118 Plasmodio falciparum Tomada de: http://www. también llamada paludismo.org/web/ciencias/microbiologia/microbios/protozoo.172 Ejemplos de este filo son: el Paramecio.gov/malaria/spotlights/index_100504. que produce la malaria. joseacortes.173 ruptura. ambientes húmedos y pertenecen al reino de los Protistos.alaquairum.com/galeriaimag/microorganismos/index. habitan en medio acuático. Ejemplo de algas verdes tenemos: el volvox. son eucarióticas con pared celular. El vector que transmite la infección es el mosquito Anopheles que al picar a la persona le inyecta con su saliva el esporozoito.com/generalidades_protozoos. La mayoría de algas son unicelulares como las algas doradas o diatomeas.htm Algas Principales características Son organismos autótrofos. todas poseen clorofila y algunas poseen otros pigmentos que pueden enmascarar la clorofila.htm#hongos . y la spirogyra. Pueden vivir solitarias o en colonias. Su reproducción puede ser sexual y asexual: por fisión binaria o por producción esporas. Figura 119 Alga Closterium Tomada de http://www. Importancia Biológica Los protozoos tienen importancia en las cadenas alimentarias como componentes del plancton Para saber más http://www. otras como las algas verdes y las rojas son multicelulares. 174 Figura 120 Alga Spirogyra Tomada de http://www. las plantas.com/galeriaimag/microorganismos/index.htm#hongos Importancia biológica Representan un importante eslabón en la cadena alimentaria. Hongos Características Los hongos son organismos unicelulares como las levaduras o pluricelulares como los hongos filamentosos. las frutas el pan. formando parte del plancton (productores primarios). Son productoras de oxígeno Útiles en la elaboración de fármacos Las algas rojas son importantes en la formación de arrecifes de coral pues viven en simbiosis con los corales brindándoles carbonato de calcio y suministrándoles el color rojo brillante Algunos grupos de algas rojas se utilizan en la producción de Agar que es un medio de cultivo microbiológico. . Las algas marinas son una importante fuente alimenticia. Los hongos presentan pared celular compuesta de quitina que es un polisacárido estructural que también se encuentra en el exoesqueleto de los artrópodos. Habitan en ambientes húmedos y oscuros por ejemplo sobre el suelo. el queso.joseacortes. Los hongos filamentosos como el moho del pan. Existen tres tipos de hongos: Las setas formadas por un pie y una sombrilla como el champiñón. animales y el hombre. las levaduras que son unicelulares y los mohos que presentan un aspecto de pelusa. por esporas que al caer en el sustrato adecuado dan origen a nuevas hifas. por ejemplo: . Los hongos pluricelulares forman una serie de filamentos denominados hifas. Otro tipo de reproducción asexual presente en los hongos es por fragmentación del micelio.joseacortes. la célula madre se rompe y se liberan varias células hijas. a quienes pueden ocasionar enfermedades.175 Figura 121 hongo del tomate Tomada de: http://www. algunos son parásitos de organismos vivos como plantas. Enfermedades causadas por hongos En los animales los hongos pueden producir enfermedades graves en la piel y en los órganos. se reproducen de forma asexual. cada uno toma una parte del citoplasma de la célula madre que luego se rodea de una membrana celular. Reproducción Las levaduras se reproducen por gemación consistente en que a la célula madre le sale un botón o gema que poco a poco se va desprendiendo de ella dando origen a una levadura hija idéntica a la madre. otros son saprófitos es decir se alimentan de materia orgánica en descomposición y hay hongos que crecen en simbiosis con las raíces de algunas plantas formando las micorrizas.com/galeriaimag/microorganismos/index.htm#hongos Su tipo de nutrición es la heterótrofa. en este tipo de reproducción el núcleo de la célula madre se divide en varios núcleos. el conjunto de hifas forman un micelio. La reproducción sexual es otra forma de reproducción de los hongos. Penicillium. Fusarium) que se desarrollan en los productos agrícolas.ual. Las aflatoxinas producidas por ciertos hongos contaminantes de cereales y concentrados también causan enfermedades e inclusive la muerte. Por ejemplo la roya. Algunas setas causan envenenamiento.176 El hongo Aspergillus afecta los pulmones y el sistema nervioso Las Micotoxinas son toxinas producidas por hongos tóxicos genéticos (Aspergillus. Los hongos que contaminan los alimentos producen sustancias tóxicas que al ser consumidas por el hombre o los animales les causan enfermedades letales como la micotoxicosis. para la elaboración de vino a partir de jugo de uva. Para saber más http://www. Muchas enfermedades de las plantas son debidas a la presencia de hongos. Candida albicans afecta a las aves causándoles la muerte. Muchos hongos causan enfermedades en la piel del hombre y los animales.es/GruposInv/myco-ual/clados. sino que también son utilizados en procesos industriales por ejemplo: Del hongo Penicillium notatum se obtiene el antibiótico penicilina Las levaduras se utilizan para la producción de cerveza Algunos hongos son utilizados en la elaboración de queso Roquefort y en la maduración del queso Camembert Las enzimas de algunos hongos producen fermentación alcohólica en los jugos de frutas proceso que se utiliza por ejemplo.htm . por ejemplo la tiña. garganta y tracto genitourinario. en el hombre afecta las mucosas de la boca. Importancia biológica Los hongos no solamente causan enfermedades. uñas y cuero cabelludo. Algunos son comestibles como el champiñón. Muchos hongos causan enfermedades en la piel. por su parecido en la composición bioquímica.177 Capitulo 4 Sistemática Introducción Debido a la gran diversidad de organismos en la naturaleza. su evolución y las relaciones de parentesco entre sí. por su semejanza genética. Podemos hacer una excepción a esto con la especie. La taxonomía o. mejor dicho. por su similitud en las etapas de desarrollo. por ello. los taxónomos. una vez más de nuestra mente compartimentalizadora. medianamente comprensible. los biólogos vieron la necesidad de utilizar un sistema de clasificación que permitiera agruparlos por sus características macroscópicas y microscópicas comunes. son los que se encargan de poner algo de orden a la inmensidad de la vida. aunque sobre ello volveremos más adelante . Para conseguir esto se han ido creando una serie de categorías artificiales que no son sino simples entelequias mentales producto. intentando averiguar las relaciones filogenéticas existentes entre los distintos organismos. con el fin de estudiarlos y así entender su origen. que parece ser algo "natural". que busca esquemas lógicos que le permitan reducir la enorme diversidad existente a algo más sencillo y. El agrupamiento de los organismos se basa en las semejanzas y diferencias tanto naturales (estructurales) como filogenéticas (relaciones de parentesco o afinidades con otros organismos ya desaparecidos). principios y reglas para la clasificación de los organismos vivos en taxones (grupos) a los que se les asigna un nombre y se los ubica dentro de categorías jerarquizadas. .178 Lección 17 Taxonomía La taxonomía es una división de la sistemática relacionada con la clasificación de los organismos según especializaciones. Las categorías consisten en grupos o niveles dentro de grupos en la que el grupo mayor abarca al menor. La Taxonomía proporciona los métodos. La taxonomía proporciona información directa e inferida sobre la estructura del cuerpo y la historia evolutiva de los organismos respectivamente. Esta clasificación está basada en el tipo de organización celular: procariote y eucariote.jpg El esquema filogenético presentado por Whittaker clasifica a los organismos vivientes en 5 reinos: Mónera. con reproducción asexual. en la forma de nutrición: autótrofa por fotosíntesis o heterótrofa por absorción. que muestren el grado actual de evolución.es/varios/biologia/images/Figura s_tema18/tema18_figura 8. Protista. Plantas y Animal. Algunas características de estos reinos Mónera microorganismos procarióticos (sin membrana nuclear). Pero los estudios de la historia evolutiva. para muchos de categoría superior inclusive es incompleta.179 Las semejanzas estructurales de los organismos vivientes se conocen bien en su mayor parte. se ha intentado establecer sistemas de clasificación alternativa. unicelulares. con tipo de nutrición por absorción o fotosintética. Hongos.upv. rara vez . Sistemas de clasificación De Robert Whittaker (1969) Figura 122 Sistemas de clasificación de los seres vivos por Robert Whittaker tomada de http://www.euita. en la morfología y bioquímica de los organismos sin incluir análisis moleculares sin dar implicaciones evolutivas. Frente a esta dificultad taxonómica. su sistema de clasificación presenta implicaciones evolutivas. Se encuentran en todos los medios. multicelulares. Son representantes de este reino los hongos o mohos pluricelulares y las levaduras unicelulares. su reproducción incluye ciclos asexuales y sexuales. y la fotosíntesis. Pertenecen a este reino las bacterias y las cianobacterias. Algunas plantas insectívoras. su reproducción se puede realizar por procesos asexuales o por procesos sexuales. su nutrición es por absorción. los musgos. al evolucionar. la mayoría fotosintéticos aunque algunos son simultáneamente absortivos. son inmóviles. multicelulares. la ingestión. los vegetales superiores. todas las algas (excepto cianofíceas) y a los hongos inferiores. las algas pardas (Nota: actualmente se debe tener en cuenta que las algas se clasifican más estrictamente como protistas). pertenecen a este reino los animales invertebrados (artrópodos. por la cual parte de su nutrición la consiguen por absorción a partir de otras plantas que perforan para absorberles ciertos nutrientes.180 sexual. las algas rojas. Plantae (plantas) organismos eucarióticos. Protistas microorganismos unicelulares. mitocondrias y otros organelos) su tipo de nutrición es la absorción. De Lynn Margulis (1985) A partir de la clasificación de Whittaker surge la de Lynn Margulis-Schwartz basada en análisis moleculares. también adquieren condición complementariamente absortiva al tomar nutrientes absorbidos de los insectos que cazan. en su mayoría multicelulares. reproducción predominantemente sexual. Un ejemplo de este caso es el muérdago. pueden ser inmóviles o desplazarse por medio de flagelos. Cambia el reino protistas por de PROTOCTISTAS. en el que incluye a protozoos. Pertenecen a este reino. Lynn Margulis desarrolla la Teoría endosimbiótica. no artrópodos) y vertebrados (mamíferos. Animalia (animal) Organismos eucarióticos. multinucleares. Fungi (hongos) organismos eucarióticos. con locomoción por medio de flagelos o inmóviles. eucarióticos (con membrana nuclear. inmóviles con reproducción sexual y asexual. reptiles. Pertenecen a este reino los protozoos y las algas. anfibios y peces). Algunas plantas. Su sistema de clasificación comprende 5 reinos y 2 subreinos asi: . según Witthaker. su nutrición es la ingestión y la digestión. es más filogenético y tiene la ventaja de hacer grupos más homogéneos. además de su condición fotosintética. aves. aunque mantienen su condición fotosintética han adquirido una condición semiparásita. los helechos. . según la terminología cladista).es/varios/biologia/images/Figura s_tema18/tema18_figura 8. Los dos últimos dominios (Archaea y Eucarya) están más próximos filogenéticamente (siendo grupos hermanos.euita. Arqueobacteria o Archaea (que significa antiguo) y Eucarya.upv. su metabolismo y habitat. Las arqueobacterias se diferencian de las eubacterias por la composición de sus paredes celulares. a nivel molecular.jpg Los trabajos de Carl Woese secuenciando ácidos nucleicos descubrió que dentro del grupo de los procariotas se habían incluidos organismos que. eran bastante divergentes. en 1990 planteón la necesidad de separar todos los seres vivos en tres grandes dominios (categoría por encima del reino): Eubacteria (o bacteria verdadera).181 Reino Prokaryotae o Monera Subreino: Archaebacteria Subreino: Eubacteria Reino Protoctista Reino Plantae Reino Fungi Reino Animalia De Carl Woese (1990) Figura 123 Sistema de clasificación de los seres vivos De Carl Woese por tomada de http://www. Los Archae tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferentes de Bacterias y Eucarya. son sensibles a algunos antibióticos que afectan a los Eucarya. Tienen una pared celular conteniendo peptidoglicano. tienen membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones éster. Linneo trató de clasificar las especies conocidas en su tiempo (1753) para esto agrupo a los organismos en categorías. Viven a menudo en ambientes extremos e incluyen a los metanógenos.danival. aunque son las ramitas que mejor conocemos. es una de las ramas del dominio Eucarya. halófilos extremos. Mientras que no son sensibles a algunos antibióticos que afectan a las Bacterias. bacterias Gram-positivas. y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferentes de Archaea y Eukarya. Incluyen a mycoplasmas. el reino Animalia. cyanobacteria. Al contrario de Bacteria y Eucarya. y animales. Por ejemplo. y termoacidófilos. son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales. No son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferente de Bacterias y Archaea. no contiene ningún peptidoglicano. La clasificación Linneana se basó en la premisa que la especie era la menor unidad de clasificación y que cada categoría o taxón se encuentra comprendida en una categoría superior. .182 http://www. hongos. tienen membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones éster. Eukarya (Eukaryota) Los Eukarya (escrito también Eucaria) son Eukariotas.html Los Archaea son células Procariotas. Los reinos "clásicos" no son más que unas pequeñas ramitas del gran árbol de la vida. Bacteria (Eubacteria) Las Bacterias son células Prokariotas. tienen membranas compuestas de cadenas de carbono ramificadas unidas al glicerol por uniones de éter y tienen una pared celular que no contiene peptidoglicano. y bacterias Gram-negativas. plantas. Como las Bacterias. Categorías taxonómicas supraespecíficas Las clasificaciones de los organismos son jerárquicas. Si tienen pared celular. Incluyen a protistas.org/100%20biolomar/4000notasbio/clas/clas_3_dominios. Como los Eukarya. La especie es la única unidad que existe en la naturaleza. superfamilia. infraorden Los taxones anteriormente mencionados y ordenados del más amplio al menos amplio (en negrita las principales). cuando se requiere mayor precisión se recurre a otras categorías secundarias como: subespecie. una familia sería un conjunto de géneros relacionados. un orden un conjunto de familias. son: Reino Filo Superclase Clase Subclase Superorden Orden Suborden Infraorden Superfamilia Familia Subfamilia Tribu Subtribu Género Subgénero Especie Subespecie Como se puede comprobar en este esquema de categorías enlazadas. todo esto guiado por nuestros conocimientos en evolución.183 Las categorías taxonómicas básicas o taxones son 8. un género sería un conjunto de especies relacionadas por criterios de parentesco. una clase un conjunto de órdenes y un filo un conjunto de clases. las demás categorías son creadas artificialmente. La unidad básica para clasificar los seres vivos es la especie. . ya que se pretende que la clasificación se asemeje lo más posible a la filogenia de los distintos organismos. 184 Figura Categorías supraespecíficas Tomado de: http://fai.ar/biologia/evolucion/clasif.edu.unne.edu.unne.htm .htm Figura 124 Categorías supraespecíficas Tomado de: http://fai.ar/biologia/evolucion/clasif. El concepto nominal de especie . Se han ido dando. pero que han ido quedando desfasados por paso del tiempo o están actualmente en discusión. numerosos conceptos de especie. con lo cual sólo consiguen enredar las relaciones interespecíficas y dificultar el estudio de los distintos grupos. Sin embargo esto dista mucho de ser así. a) esqueleto óseo b) esqueleto cartilaginoso. que ante la mínima diferencia con el ejemplar tipo. (1998). Este concepto postula que las especies se pueden definir con base en unos caracteres taxonómicos tipo. postula que no existen las especies. solo los individuos concretos.185 Clave taxonómica Para facilitar la determinación y ubicación taxonómica de los seres vivos los taxónomos utilizan una serie de claves. sigue vigente en los trabajos de algunos taxónomos (algo que ellos negarían rotundamente). que debería haber sido ya totalmente relegado a la Historia de la Ciencia. b) Cuerpo blando El concepto de especie A uno le podría parecer que. y que la especie no es más que una abstracción hecha "para entendernos". la variación intraespecífica no es más que un distractor antes de llegar a la esencia de la especie. describen nuevas subespecies y/o especies. sea cual sea su campo de estudio. debe trabajar de algún modo con especies. El concepto morfológico de especie fue el que se usó hasta que la evolución y se convirtió en el paradigma científico en el que se basa la Biología actual. que representan la esencia de cada especie. . siendo de distintas especies aquellos que difieran. A continuación se enumeran una serie de definiciones para dicho concepto (las tres últimas tomadas en parte de Casares. En este contexto. este criterio. ya que todo biólogo. por tanto. sino también sobre la vida en general. y todos los que concuerden con esa descripción serán de su misma especie. que reflejan el pensamiento que en cada momento se tenía. una de las más utilizadas es la dicotómica en la cual las características tenidas en cuenta tienen 2 opciones de selección. contingente al momento actual y carente de significado en el tiempo. todos ellos válidos en el momento en el que fueron enunciados. basta con tomar un ser vivo. a) poseen exoesqueleto. a lo largo de la historia. describirlo tal y como se nos presenta. no sólo sobre lo que era una especie. que tuvo en Darwin a uno de sus máximos defensores. Por ejemplo: a) ausencia de pelo b) presencia de pelo. Por desgracia. se debería tener claro en todo momento que cosa es una especie. es decir. Bastante similar al anterior. que se reconoce por caracteres morfológicos particulares y que ocupa un área geoFigura definida. de reconocimiento entre individuos de distinto sexo y de compatibilidad entre los genes aportados por cada uno. Nomenclatura Como de una forma más o menos implícita insinuábamos antes. cuya décima edición (1758) sirve como punto de partida. pero que están aisladas de otros grupos similares". El concepto de reconocimiento de especie . o se las intentó describir abreviadamente mediante una frase que resaltara sus características más conspicuas. (2000) Una especie es una población con aislamiento reproductivo. cualquier tipo de estudio en Biología. Presenta además problemas con especies de distribución espacial o temporal amplia. a la hora de enfrentarse a la práctica cotidiana. presenta los mismos inconvenientes. algo no coherente con ese concepto. para poder hacer referencia a ella más adelante. enunciado por Paterson en 1985. establecido en su obra Systema Naturae. nos resultará bastante difícil sacar algo en claro de nuestros estudios. que la define como el conjunto de poblaciones que comparten un destino evolutivo común a lo largo del tiempo. Si no sabemos el nombre de los animales o de las plantas con que trabajamos. . El concepto biológico de especie . enunciado por Mayr en 1963. pero presenta uno nuevo: ¿qué se entiende por destino evolutivo común a la hora de considerar organismos vivos? Convención práctica Para efectos prácticos se puede adoptar convencionalmente la siguiente definición tomada de Nelson G. algo muy aceptado en teoría pero con numerosísimas excepciones en la práctica. Una vez que agrupamos a los organismos por especies. está basado en el "aislamiento" entre especies. que la define como el "conjunto de poblaciones que real y potencialmente pueden reproducirse entre sí. El concepto evolutivo de especie .186 Sin embargo. los nominalistas describen especies no sólo en el momento actual (algo que concordaría con su concepto de especie) sino también en el registro fósil. Actualmente este concepto parece descartado. debe tener una cierta base taxonómica. Tras varios intentos de varios autores. Consigue soslayar los problemas de las definiciones anteriores. se nos presenta el problema de qué nombre ponerle a cada especie. se acabó aceptando el sistema binomial de Linneo. y con organismos de reproducción asexual. que la define como el "conjunto de individuos y poblaciones que comparten un mismo sistema de fertilización". Al principio se intentó dar nombres vulgares a todas las especies. sino también sobre el científico que la describió. el nombre científico se escribe normal. el pez fue denominado por Peters. Lebistes (género) entonces se escribe Poecilia reticulata (Lebistes). dos bellas mariposas cuya similitud nos recuerda Linneo al ponerles los nombres de dos médicos homéricos. mientras que la segunda palabra es el epíteto específico y corresponde a la especie. nos encontramos con Iphiclides podalirius y Papilio machaon. Poecilia reticulata Peters. Así abundan los nombres científicos referidos a personajes de la mitología grecorromana. En el caso de que todo el texto circundante esté escrito en cursiva. por ejemplo.187 Este sistema asigna a cada especie un nombre compuesto de dos palabras. el primer nombre corresponde al género. como mínimo. Si la planta o animal ha cambiado de nombre se pone entre paréntesis el nombre anterior en letra no cursiva. intercalada. Por ejemplo. Si se escribe a mano en cursiva. Por ejemplo. entonces el nombre científico se subraya. pero el nombre del autor que lo describió sigue vigente. Los nombres científicos revelan datos interesantes. sobre todo en Lepidópteros. en el caso de que haya subespecie. En el ejemplo anterior. también en cursiva y sin ninguna palabra intercalada. Por ejemplo. Según el CINZ. el segundo a la especie y el tercero a la subespecie Tras el nombre del taxón específico se incluye el nombre del autor y el año en que fue descrito por primera vez. Por ejemplo. en el que aparece la abreviatura subsp. . Peters. La primera palabra corresponde al nombre científico del género y se escribe la primera letra con mayúscula y en cursiva . unos ratos muy interesantes. el nombre científico para el hombre es: Homo sapiens. el nombre científico del pez Aphyosemion bivittatum hollyi. hecho este que diferencia el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (CINZ) del Código Internacional de Nomenclatura Botánica. 1859. El nombre científico esta escrito en latín para permitir la comunicación universal. ésta se escribe a continuación de la especie. Generalmente la comunidad académica dedicada al estudio de determinado reino de especies biológicas utilizan algunos protocolos particulares para el proceso de nomenclatura. no sólo sobre la especie en cuestión. la cual se escribe también en minúsculas y en cursiva. El estudio de estos nombres científicos nos puede proporcionar. no tienen validez los táxones infrasubespecíficos. dentro de la familia de los Papiliónidos. 1859. entre ellos a. que casualmente también era él. b. como en el peso de la divergencia entre grupos Los organismos se agrupan en especies teniendo en cuenta: . ambos o una derivación de ellos. apareció un artículo firmado por un tal Jan Obenberger en el que se describían 92 nuevas especies de coleópteros. representa hipótesis evolutivas y trata de definir grupos monofiléticos (ancestro y descendientes). Naturalmente en la Entomología también existe el peloteo. de las cuales 50 llevaban en alguna parte de su nombre científico un apelativo a Strand. Métodos de clasificación Existen muchos métodos de clasificación. y dentro de unos tomos dedicados al editor de la revista. muchas veces extenuantes.188 En el mundo de los insectos las clasificaciones de especies nuevas son difíciles y. la egolatría y el autobombo. Estarían también los nombres puestos por entomólogos sin ninguna imaginación como Coeleumenes secundus. para desesperación de los matemáticos). Pero sin duda alguna el caso más alarmante sería el protagonizado por Embrick Strand. se deben tener datos que provienen de las características usadas en la clasificación. Para construirlos. de lo que dan fe Stroudia difficilis. La fenética o taxonomía numérica y c. Paravespa gestroi problemática y Bombus perplexus. justificó la semejanza con su nombre alegando que había dedicado el nombre genérico a su padre y el específico a su hermano. un tal Carwright. Leptochilus tertius. La construcción de árboles filogenéticos. El tradicional o evolucionista Los criterios usados en la sistemática tradicional enfatizan en tanto el antecesor común (monofilésis). su apellido. La cladística o filogenética a. La construcción de árboles filogenéticos Uno de los objetivos de la sistemática es la filogenia o sea la clasificación de las especies teniendo en cuenta sus relaciones de parentesco. en una revista dirigida por él mismo. según la manera en que evalúan ciertos caracteres. Eudynerus nonus (sinonimizado con E. ya usando su nombre. del que podría dar fe el lepidóptero Cartwrightia carwrighti cuyo autor. El tradicional o evolucionista. octavus. comparten un mayor grado de parentesco y se agrupan en un taxón que se ha denominado "Arcosaurios". . aves y cocodrilos son ramas derivadas de un linaje común ( línea naranja ) y por lo tanto. la proximidad de los ancestrales comunes. puede presentarse conflicto en la agrupación y se requiere tomar el sistema de clasificación más apropiado para ponderar el peso de los caracteres. Pero si tenemos como criterio el parentesco filogenético.uma. y aves como se observa en la Figura Figura 125 Determinación de grupo monofilético por ancestro común Tomada de: http://www. En conclusión al tomar en cuenta ambos criterios: similitud de caracteres morfológicos y parentesco filogenético. como lo hace la clasificación tradicional o evolucionista. basado en propiedades biológicas (la comunidad reproductiva) • La utilización de caracteres morfológicos y no morfológicos y la necesidad de valorar adecuadamente (con métodos estadísticos si es necesario) la variabilidad. cocodrilos.ciencias.189 • La utilización del concepto biológico de especie. es decir.es/departamentos/bioanimal/sfonline/sistematicafilogenetica/tema_1.htm Por su parecido entre sí (caracteres morfológicos) los lagartos y cocodrilos se agrupan en un taxón Reptiles según la clasificación tradicional. • La necesidad de ponderar similitud morfológica y parentesco filogenético en caso de conflicto Sin embargo si tomamos como ejemplo la agrupación lagartos. desde el punto de vista de la clasificación cladista. 190 b. unidades llamadas OTUs (de operative taxonomical unity) que pueden ser individuos. recuentos o caracteres semicuantitativos (por ejemplo: 0=ausencia. Estos procedimientos se basan en el uso de matrices en las que se incluyen valores numéricos de determinados atributos de las unidades a agrupar. y será mayor cuanto más disimilares sean los OTUs. Cladística y Cladogramas . 1=presencia). Dichos índices reflejan el parecido global entre los taxones. muestras de poblaciones o especies. etc. c. En el caso de identidad total entre dos OTUs dicho índice valdría 0. Agrupa a los organismos estrictamente por el número de caracteres que tienen en común (similitud morfológica) y los cuantifica en índices de similitud o de distancia. La idea es que cuanto más similares sean dos OTUs. como por ejemplo la media cuadrática de las diferencias entre cada par de atributos. proporciones. De esta forma se pueden definir índices de distancia fenética. menor será la diferencia global entre los valores de sus atributos. Fenética o taxonomía numérica. Los atributos pueden ser medidas. 191 . tratando de conseguir un método mas objetivo de clasificar organismos. reptiles y mamíferos que por compartir este carácter primitivo se deduce que tienen un antecesor común. Una de las aplicaciones más interesantes de la cladística es la cuestión de los pandas. o cladograma.unne. dado que son caracteres únicos en un taxón del grupo.192 La cladística es un tipo de sistemática desarrollada por Willi Hennig. En sistemática filogenética o cladistica se agrupan los organismos en los taxones exclusivamente en función de su grado de parentesco filogenético. pero por sus caracteres cercanos a los mapaches hizo que se los colocara cercanos a ellos. mientras que los estudios de hibridización de ADN sugieren que el panda gigante esta en el clado de los osos y el panda menor en el clado de los mapaches. Una agrupación no monofilética.ar/biologia/evolucion/clasif. En un principio se pensó que el oso menor era un oso.edu. no puede ser constituida como taxón Figura 126 Cladograma mostrando relaciones evolutivas Tomado de: http://fai. es decir. todas las unidades de clasificación. . en función del orden relativo de sus ancestrales comunes. La característica presencia de plumas y el pelo para separar aves y reptiles de mamíferos en el caso de clasificación tradicional. no es un factor en las hipótesis cladísticas.htm En la Figura anterior. el criterio o carácter huevo con amnios se usa para unir al grupo de aves. Dado que los taxones están compuestos por organismos emparentados (descendientes por tanto de un ancestral común a todos ellos) todos los taxones. deberán ser estrictamente monofiléticos. no formada por todos y cada uno de los descendientes de un ancestral común. El panda menor vive en la misma región de China que el panda gigante pero tiene grandes similaridades con los mapaches. edu.uma. Figura 127 Divergencia de antecesor común Tomado de: http://fai. e intenta además mostrar el tiempo al cual ocurrió esa divergencia. 1998. Un interesante y ameno relato respecto al tema de sí las aves se originan o no de los dinosaurios se encuentra en Investigación y Ciencia. K. como lo indica los caracteres derivados o evolutivos que comparten.htm . El origen de las aves y su vuelo.unne. además de los otros caracteres derivados de la evolución convergente (adaptaciones a su única fuente de energía: el bambú). Profundización:Curso intercativo de sistemática http://www.ar/biologia/evolucion/clasif.193 Ambos comparten un antecesor común.htm La Figura muestra esta divergencia del antecesor común.ciencias. Padian y L.es/departamentos/bioanimal/sfonline/sistematicafilogeneti ca/indice.M Chiappe. es decir. Existe una clasificación de los organismos respuesta vivos según la estructura de las células. su estructura. son filamentosos . En Recursos tecnológicos: el grupo de los _________________ están los microorganismos en cuyas células el Aula virtual. objetivación/ productos: Texto 2. PDP 3. Continuando con la clasificación de Seguimiento: organismos por la estructura de sus células. Capitulo 4: Los microorganismos Fase de reconocimiento Situación de salida/ Metas para competencia: El estudiante identifica las características de los seres vivos. función y diversidad de los seres vivos. Tiene máximo tres minutos para pensar y responder cada uno. microorganismos unicelulares que Sistema de evaluación: estructuralmente son rodeados por formativa: membrana y pared celular. autoevaluación. no se Formato de encuentra rodeado por una membrana.194 Actividades Verificación de estructuras conceptuales sobre los conceptos relacionados con las unidad 1 capitulo: Los microorganismos Unidad 1: Estructura. Dentro del grupo de la pregunta anterior completo se encuentran las _____________. Los _______________ son microorganismos importantes en la producción de antibióticos. Producto: En su PDP guarde el texto con los espacios en blanco diligenciados (Comprobar 1. Aspectos procedimentales Situación 2 Tiempo previsto de desarrollo: 3 minutos Carácter de la actividad: individual Sistema de interactividades: (Solo es estudio personal) Situaciones didácticas Actividades de entrada: La actividad consiste en completar los espacios en blanco con la palabra que usted crea que complementa mejor la oración. Por favor no recurra a libros o diccionarios porque sería inútil el objeto de la actividad. autorregulación (no los organismos que pertenecen al grupo de necesita enviar al tutor ni los _______________ son aquellos que se a la dirección nacional) caracterizan por poseer células especializadas como las de los animales y las plantas. función y diversidad. 4. material genético (ADN) no se encuentra organizado en un núcleo. 8. Las _________________ son microorganismos unicelulares. no son considerados organismos vivos. éstos son capaces de producir unas estructuras llamadas ______________ que las protegen de altas temperaturas y ambientes con poca humedad. pertenecen al reino de los __________________ y son las responsables de la fermentación alcohólica de la cerveza. 5. modificación genética y propagación de organismos vivos mediante el uso de tecnologías como el cultivo de tejidos y la ingeniería genética.195 y se encuentran dentro del grupo de los ___________________ por la estructura de sus células. Para preparar medios de cultivo de microorganismos se usa el ____________ que es una sustancia de consistencia gelatinosa que se obtiene de algas marinas. Los ________________ son compuestos de núcleo-proteínas. Cuando las condiciones del medio se han hecho desfavorables para vida de organismos como las bacterias. 9. La ________________ se conoce como el manejo. se propagan sólo en el interior de células vivas y tienen capacidad de producir enfermedades . 6. 7. Los microorganismos __________________ son aquellos que son capaces de producir enfermedades. son demasiado pequeños como para observarlos en microscopio óptico. que dan como resultado la obtención de organismos nuevos o mejorados. ensayo o cuadro sinóptico sobre temáticas de la unidad 1 para analizar relaciones entre conceptos Unidad 1: Estructura. Aspectos procedimentales Situación 7 Tiempo previsto de desarrollo: 6 h Carácter de la actividad: individual grupo colaborativo máximo de 3 personas Sistema de interactividades: Acompañamiento Tutorial en Grupo de curso asincrónica 1h Recurso tecnológico : aula virtual o materiales impresos Situación didáctica Actividades de entrada: º Elabore un mapa conceptual socialícelo en pequeño grupo colaborativo a través del aula Virtual y luego incorpore ajustes basados en la realimentación resultante de la socialización. eucariota. . pinocitosis. digestión. crecimiento. conceptual mitocondrias.196 Fase de profundización: Elaboración de mapa conceptual. meiosis. ADN lineal . endocitosis. función y diversidad. procariota. autótrofa. membrana nuclear. sexual. funciones de la célula. función y diversidad de los seres vivos. asexual. Seguimiento: PDP por ribosoma. movimiento. estructuras membranosas. nutrición. citoesqueleto. fotosíntesis. transporte de Sumativa: membrana. energía. Informe con mapa heterótrofa. Formato de objetivación/ productos: reproducción. Sistema de evaluación: respuestas. mitosis. PDP absorción. su estructura. sistemas de comunicación. ADN parte del tutor y de cadena doble circular sistematización enviada al director nacional para Los resultados de la actividad se seguimiento y incorporarán en su PDP y se realimentación publicarán en el aula Virtual para socialización y realimentación con el tutor y demás compañeros. respiración. FASE DE PROFUNDIZACIÓN Situación de salida/ Metas para competencia: El estudiante identifica. Heteroevaluación. describe y analiza con propiedad las características de los seres vivos. exocitosis. En su ejercicio deben aparecer los siguientes conceptos que se encuentran sin orden jerárquico y que usted debe reordenar y organizar jerárquicamente agregando las palabras enlace y los conectores: Producto ° Mapa conceptual en PDP y enviado al tutor y socializado en el aula Virtual. relación. Para qué sirven los alimentos Recurso tecnológico: asimilados? Aula virtual 5.197 Actividad Fase transferencia: Actividad sobre procesos en consumo de hamburguesa para identificar aprendizajes y experiencias previas sobre las unidades 1. en coherencia con el tipo de nutrientes que recibe. El cerebro ordena el comportamiento individuales a las preguntas de la actividad. ¿Qué efectos Retroalimentación a las puede causar una alimentación sin respuestas de los proteínas ni verduras ni frutas en el compañeros de equipo.2 y3 Unidades 1. y participación en el foro Responda las preguntas en forma individual y colóquelas en el foro de de discusión. qué procesos se han desarrollado en su organismo. 1. queso y carne. del organismo. compuesta por pan. función y diversidad de los seres vivos. Qué elementos ha asimilado su organismo? 4. En los componentes utilizados para preparar la hamburguesa qué tipo de Formato de microorganismos intervinieron objetivación/ previamente? productos: Respuestas 6. Qué sistemas han interactuado? 3. ° Informe del grupo colaborativo. Que órganos han intervenido? 2. lechuga. Ecología y evolución Fase de transferencia Situación de salida/ Metas para competencias: El estudiante identifica las características de los seres vivos. su estructura. Tiempo previsto de desarrollo: 10 horas Carácter de la actividad: individual 3h Sistema de interactividades: Tutoría individual y/o de grupo colaborativo de realimentación en el foro de discusión del aula virtual 1 h Situaciones didácticas Actividades de entrada: ° Describa los fenómenos que ocurren en la siguiente situación: ° 8 horas después de consumir una hamburguesa. Para su respuesta considere lo siguiente: Producto: ° Respuestas individuales a las preguntas planteadas. ° Coevaluación de los compañeros de equipo colaborativo. Qué efectos ambientales puede acuerdos para cada respuesta publicado en el causar el consumo diario de millones de hamburguesas en el mundo? Aula Virtual Sistema de evaluación: Use el módulo de Biología y las fuentes Sumativa: heteroevaluación: informe documentales que considere necesarias. función y diversidad. Aspectos procedimentales Situación 14. Informe de equipo con los comportamiento humano? 7.2 y 3: Estructura. tomate. Puntaje de evaluación: Coevaluación 3 puntos Participación en el foro de discusión 7 puntos Informe del grupo colaborativo 10 puntos . equipo colaborativo Retroalimente las respuestas de cada Seguimiento: del uno de sus compañeros. El informe debe llevar las siguientes especificaciones: Archivo de Word.198 Coevaluación de cada uno discusión en el espacio de TRABAJO de los compañeros del INTELECTUAL. . Realizado el ejercicio confronte las respuestas de todos los miembros del grupo colaborativo y elabore un informe dando las respuestas del equipo a cada pregunta. Este producto lo evalúa el tutor y tiene un puntaje de 15 puntos. Se debe anexar como archivo de PDF. Margenes de 3cm. Cada estudiante debe llegar a una conclusión final después de este proceso. que coloca en el foro de discusión en el espacio trabajo intelectual del equipo. Letra Arial 10 Interlineado de 1. en el foro de discusión espacio ENTREGA DE PRODUCTO.5 Los estudiantes que no han realizado participación no pueden aparecer en el trabajo que consolida las respuestas del equipo. El ejercicio de participación en el foro de discusión tiene un valor evaluativo de 10 puntos y es evaluado por el tutor. enviada al director nacional para seguimiento Responda los mensajes de y realimentación retroalimentación de sus compañeros. Use el mensaje Portafolio de Desarrollo en donde su compañero dio la Personal por parte del respuesta a la pregunta. Use el mensaje en donde su compañero dio la retroalimentación. haciendo click en responder. haciendo click tutor y sistematización en responder. 199 Es importante señalar que las respuestas deben ser argumentadas en fuentes documentales consultadas. . en el foro de discusión espacio COEVALUACIÓN. tanto las del informe como en las individuales. Una vez finalizada la actividad y enviado el producto cada miembro del grupo colaborativo evalúa a sus compañeros. esta evaluación tiene un valor de 5 puntos. plantas y animales. GENÉTICA Y BIOTECNOLOGÍA Presenta las condiciones biológicas en que se basa la habilidad de almacenar y transmitir la información genética para explicar los mecanismos de herencia a nivel de biología molecular y las perspectivas de intervención humana en el mejoramiento genético de microorganismos. .200 UNIDAD 2. en el chimpancé 48. mediante unidades hereditarias denominadas genes. Diferenciación de especies por número de cromosomas Cada especie tiene un número característico de cromosomas en células somáticas (o sea las de todo el cuerpo excepto las células sexuales). el espermatozoide. y femenino.201 Capitulo 1 La información Genética Introduccion El término genética. Las principales funciones que debe cumplir un cromosoma son la de replicarse (producir copias de si mismo). en el perro el número de cromosomas se eleva a 78. comportamentales y fisiológicos. en el gato 38 y en la papa 48. en el mosquito son 6. provienen de la información genética contenida en los gametos masculino. Los caracteres son físicos. Composición química básica de los cromosomas Composición química básica de los cromosomas Incluye los siguientes elementos: Ácido desoxirribonucleico o ADN y una proteína la Histona que al unirse con el ADN forma las nucleoproteínas. el óvulo. Ejemplo: el hombre posee 46 cromosomas en las células somáticas. en el ciruelo 48. es decir. introducido por Bateson en 1. la de transmitirse de una célula a otra y de una generación a la siguiente y la de expresar la información que contiene . Cromosomas En el proceso de división celular que se desarrolla en el núcleo de la célula. se refiere al estudio de la transmisión de la información de caracteres entre padres e hijos a través de los cromosomas. que configura n casi hasta el 90% de los cromosomas. a partir de la cromatina se forman los cromosomas que son un par de estructuras longitudinales llamadas cromátidas unidas en un punto denominado centrómero. Es así como todas las características que identifican a un organismo han sido heredadas.906. 202 Figura 128 Estructura del ADN Tomada de: http://www.ac-rennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/premiere_s/vegetal/adn/adn.htm Funciones del ADN Almacenamiento codificado de la información genética que determina las características futuras de la célula y de los organismos que se desarrollen a partir de dicha información. Replicación de si mismo o sea elaboración de una copia idéntica del ADN. Síntesis de ARN Transferencia mediante el ARN (ácido Ribonucleico) de la información genética a las moléculas que realizan la síntesis de proteínas por intermedio de los aminoácidos que son las unidades que forman las proteínas. Replicación del ADN Para poder transmitir la información genética codificada en el ADN este tiene que realizar una copia de sí mismo antes de comenzar el proceso de división celular es decir durante la interfase. La replicación se realiza en el núcleo de la célula y consiste en la separación de las dos cadenas de polinucleótidos del ADN (imaginese la apertura de una cremallera) y cada una se convierte en una matriz o plantilla para el montaje de una nueva cadena idéntica de ADN a la que se había separado. 203 Figura 129 replicación del ADN Tomada de: http://www.acrennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/premiere_s/vegetal/adn/adn.htm En este proceso los nucleótidos de las dos cadenas que formaban el ADN, una vez separadas, atraen nucleótidos complementarios previamente formados por la célula. Luego los nucleótidos complementarios se unen con los de la plantilla mediante puentes de hidrógeno para formar la estructura de una nueva molécula de ADN, semejando los travesaños de una escalera en espiral. La enzima ADN polimerasa une los nucleótidos complementarios que van encajando en la plantilla enlazando el grupo fosfato de uno con la molécula de azúcar del siguiente. De esta manera se construye la cadena lateral complementaria de ADN. El resultado final es una nueva molécula de ADN con su estructura de doble hélice. El significado genético de la replicación es el de conservar la información genética Animación: http://www.acrennes.fr/pedagogie/svt/cartelec/cartelec_lyc/premiere_s/vegetal/adn/ adn.htm#animation Transcripción o síntesis de ARN http://www.ucm.es/info/genetica/grupod/Transcripcion/Transcripcion.htm#Transcrip ción La transcripción consiste en la síntesis de ARN tomando como molde ADN y significa el paso de la información contenida en el ADN hacia el ARN. La transferencia de la información del ADN hacia el ARN se realiza siguiendo las reglas de complementaridad de las bases nitrogenadas y es semejante al proceso de transcripción de textos, motivo por el que ha recibido este nombre. El ARN producto de la transcripción recibe el nombre de transcrito. 204 En las bacterias la transcripción y la traducción tienen lugar en el citoplasma bacteriano y al mismo tiempo, son simultáneas. Sin embargo, en eucariontes la transcripción tiene lugar en el núcleo y la traducción en el citoplasma. La ARN polimerasa o enzima encargada de llevar a cabo la transcripción toma como molde el ADN para sintetizar ARN y sigue las reglas de complementaridad, la A del ADN empareja con U del ARN, la G con C, la C con G y la T con A. Existen experimentos que demuestran que la proporción (A+U)/G+C) del ARN es similar a la proporción (A+T)/(G+C) del ADN. A (de ADN) se complementa con U (de ARN) T (de ADN) se complementa con A (de ARN) G (de ADN) se complementa con C (de ARN) C (de ADN) se complementa con G (de ARN) Las ARN polimerasas sintetizan ARN siempre en la dirección 5'P a 3'OH, decir el ARN producto de la transcripción crece solamente en esta dirección. 2. Una secuencia del ADN, llamada promotor, le ordena a la célula comenzar a construir ARN mensajero, a partir del gen que le sigue. Se transcribe para cada gen una de las dos hélices de ADN, ( Asimetría de la transcripción) la hélice que se toma como molde para producir el ADN se la denomina hélice codificadora o hélice con sentido y la otra hélice de ADN, la que no se transcribe, se la denomina hélice estabilizadora o hélice sin sentido. 3. Luego, cabeza y cola, se agregan al ARNm antes de dejar el núcleo. 205 4. El ARNm terminado puede ahora servir de molde para la correspondiente proteína. Sintesis de proteína Genotipo La información genética codificada que posee un organismo con relación a un rasgo particular para transmitirla a la siguiente generación, se conoce como genotipo. Fenotipo La apariencia o sea el aspecto externo de los individuos resultante de la herencia y su expresión durante el desarrollo en condiciones ambientales determinadas, se denomina fenotipo. Por ejemplo el color de la piel, del cabello, de los ojos, la estatura, la forma del cabello. Genes Los genes son pequeños segmentos de largas cadenas de ADN que determinan la herencia de una característica determinada, o de un grupo de ellas. Los genes se encuentran localizados en los cromosomas en donde se disponen en línea a lo largo de ellos. Cada gen ocupa en el cromosoma una posición, o locus. El conjunto de genes se denomina genoma. Figura 130 Estrutura del gen 206 Alelos Cada célula somática posee dos cromosomas homólogos, esto quiere decir que para cada carácter o rasgo se cuenta con un par de genes que pueden tener la misma o diferente información. De esta manera cada organismo contiene un gen de origen paterno y otro de origen materno. A este par de genes que determinan la expresión de una característica o carácter particular se les llama alelos. Cuando ambos alelos son iguales se aplica el término homocigoto a los individuos que los poseen. En cambio, si los alelos son diferentes, el organismo es heterocigoto o híbrido. Cuando en un individuo heterocigoto sólo uno de los alelos se expresa se le llama dominante y al otro que se mantiene oculto, se le conoce como recesivo. El alelo dominante para un carácter determinado se representa con una letra mayúscula y su alelo recesivo para el mismo carácter, se representa con la misma letra pero minúscula. Ejemplo: Para el carácter estatura alto o bajo el alelo dominante alto se representa con la letra mayúscula A y el alelo recesivo bajo se representa con la letra a minúscula Lección23 Leyes de Mendel, Aplicación de las leyes de Mendel, ejemplos de cruces Leyes de Mendel Después de una serie de experimentos con arvejas verdes y amarillas, observando como se transmitían las características de los padres en varias generaciones, el botánico Gregor Mendel planteó las leyes básicas de la transmisión de la herencia. Durante sus observaciones Mendel encontró que las características o rasgos almacenados de manera codificada en los genes podían corresponder a características puras homocigotas o características híbridas heterocigotas, en este último caso se trata de un par de características alternativas de las cuales una es dominante (o sea que es la que se manifiesta externamente en el organismo), y la otra es 207 recesiva, o sea que no se manifiesta externamente, pero permanece en la dotación genética y puede hacerse visible en las siguientes generaciones. Con base en lo anterior Mendel formuló las siguientes leyes: Ver video sobre las leyes de mendel aquí clic Primera ley de Mendel - Ley de la Uniformidad Si se cruzan dos líneas puras (homocigotas) para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son todos iguales entre sí (igual fenotipo e igual genotipo) e iguales (en fenotipo) a uno de los progenitores. Como cada uno de los progenitores es homocigoto, solo le puede pasar a la descendencia el único alelo o variante del gen que porta. Segunda ley - Ley de la Segregación Los caracteres recesivos, al cruzar dos razas puras, quedan ocultos en la primera generación (F1), reaparecen en la segunda (F2) en proporción de 1:3 uno a tres respecto a los caracteres dominantes. Los individuos de la segunda generación que resultan de los híbridos de la primera generación son diferentes fenotipicamente unos de otros; esta variación se explica por la segregación de los alelos responsables de estos caracteres, que en un primer momento se encuentran juntos en el híbrido y que luego se separan entre los distintos gametos Ley de la Dominancia Cuando se cruzan individuos que difieren sólo en un carácter por ejemplo color de la semilla (dominante y recesivo para este determinado carácter), la primera generación F1 será semejante al progenitor que tiene el carácter dominante. En este caso se habla de cruces monohíbridos Ley de la transmisión independiente o de la independencia de caracteres Establece que los caracteres son independientes y se combinan al azar. En la transmisión de dos o más caracteres, cada par de alelos que controla un carácter se transmite de manera independiente de cualquier otro par de alelos que controlen otro carácter en la segunda generación, combinándose de todos los modos posibles. Esto se observa mejor mediante un cuadro de Punnet que permite visualizar las posibles combinaciones para los cruces de caracteres. ll plantas híbridas o heterocigotas de arveja con semillas lisas. estos caracteres se trasmiten a la descendencia en forma independiente. LL plantas puras de arveja con semillas rugosas como característica recesiva. o sea aplicado a un solo carácter en este caso color de la semilla) Se elabora una tabla o cuadro con tres columnas y tres filas (cuadro de Punnet): . las cuales denominaremos aa plantas híbridas o heterocigotas con semillas de color amarillo. Aa plantas puras de arveja con semillas lisas como característica dominante. En este caso se habla de cruces dihíbridos. Aplicación de las leyes de Mendel en la resolución de problemas sobre cruces monohibridos Para aplicar el cuadro de punnet analicemos primero el caso del cruce de plantas homocigotas o puras de arveja con semillas amarillas dominantes AA y plantas puras con semillas verdes recesivas aa (caso de cruce monohíbrido. Ll Lección 24. o sea que sus alelos eran idénticos y se pueden denominar convencionalmente AA plantas puras de arveja con semillas de color verde recesivas.208 Cuando se cruzan progenitores con dos caracteres diferentes (ejemplo plantas puras es decir homocigotas con color de las semillas amarillo dominante AA y verde recesivo aa y forma de la semilla lisa dominante LL y rugosa recesiva ll). Ejemplo: En los experimentos de Mendel se encontraron: plantas puras de arveja con semillas de color amarillo dominante. Esto se explica de acuerdo con la ley de la segregación Un par de genes es segregado (separado) en la formación de los gametos. Entonces en cada celda se coloca un solo gen: Las celdas de color blanco corresponden a los gametos de los hijos que se formarán en el cruce donde se restablecerá el número par de genes para cada gameto . De igual manera se cumple la ley de la segregación. un gen para la formación de cada gameto en el cruce. van los alelos o genes aportados por el padre (en este ejemplo el padre tiene un par de genes AA para el color de la semilla) pero cada gameto solo recibe un gen para ese carácter por parte del padre.209 En las celdas horizontales de color negro. Entonces se coloca un gen A por cada celda. En las celdas verticales negras se colocan los alelos o genes que aportará la madre a los gametos. o sea. Si se toman semillas heterocigotas lisas Ll y se cruzan con semillas homocigotas rugosas ll. Otro ejemplo. solamente se manifiesta aquél que es dominante (A). mientras que el recesivo (a) permanece oculto. En este momento se restablece el número par de genes en lo gametos formados (uno de cada progenitor) El resultado del cruce será: Genotipo: 100 % Heterocigoto Aa Fenotipo: 100% Semilla de color amarillo. o sea que tenemos el caso AA x aa En las celdas blancas se formarán los gametos resultantes del cruce o sea la combinación o entrecruzamiento de los genes aportados por el padre y la madre para ese carácter (se combina el gen de la primera celda horizontal con el gen de la primera celda vertical). El polen de la planta progenitora aporta a la descendencia un alelo o gen para el color de la semilla.210 Ejemplo: Si se cruzan semillas homocigotas amarillas dominantes AA con semillas verdes homocigotas recesivas aa. (Ser puede explicar por la ley de la dominancia: un gen del par determina la expresión fenotípica y enmascara al otro. Ll x ll siguiendo el anterior procedimiento: . de los dos alelos. y el óvulo de la otra planta progenitora aporta el otro alelo para el color de la semilla. Las arvejas amarillas AA son dominantes sobre las arvejas verdes aa recesivas.org/ap1. todos los individuos de la primera generación son iguales.211 El resultado del cruce será Genotipo: 50 % Heterocigoto Ll Fenotipo: 50% semilla de forma lisa y 50% de semillas rugosas. Ejemplo: Si se cruzan arvejas amarillas AA con arvejas verdes aa toda la F1 resultante del cruce será Aa de color amarillo.Ejemplos de Cruces Primera ley de Mendel o Ley de la uniformidad de la primera generación filial (F1) o Ley de la Dominancia Cuando se aparean o cruzan organismos (fecundación) de raza pura (homocigotos) para un determinado carácter. La primera generación o F1 es fenotípicamente amarilla y Figura 137 Primera ley de Mendel imagen genotipícamente heterocigota Aa tomada de http://www.bioetica. Interpretación de las leyes de Mendel . Aparece aquí el concepto de Dominancia y Recesividad.htm .biotech. La interpretación es la misma que en el caso anterior.bioetica. Figura 132 Segunda ley de Mendel imagen tomada de Cuando el individuo de fenotipo amarillo y http://www.htm Codominancia: La primera ley de Mendel se cumple también para el caso en que un determinado gen de lugar a una herencia intermedia y no dominante. no se han mezclado ni han desaparecido. simplemente ocurría que se manifestaba sólo uno de los dos. Del cruce Aa x Aa obtuvo semillas amarillas y verdes en la proporción 3:1. Los dos alelos distintos para el color de la semilla presentes en los individuos de la primera generación filial.bioetica. solamente varía la manera de expresarse los distintos alelos Figura 131 Primera ley de Mendel La segunda ley de Mendel también llamada de la separación o segregación o disyunción de los alelos El experimento de Mendel: Mendel tomó plantas procedentes de las semillas de la primera generación del experimento anterior Aa y las polinizó entre sí. aunque el alelo que determina la coloración verde de las semillas parecía haber desaparecido en la primera generación filial. como es el caso del color de las flores del "dondiego de noche" (Mirabilis jalapa).htm genotipo Aa. se obtienen plantas de flores rosas. se separan los alelos.org/ap1. vuelve a manifestarse en esta segunada generación. forme los gametos.212 imagen tomada de http://www.org/ap1.biotech. Interpretación del experimento.biotech. de tal forma que en cada gameto sólo habrá uno de los alelos y así puede explicarse los resultados obtenidos . Al cruzar las plantas de la variedad de flor blanca con plantas de la variedad de flor roja. Así pues. Cada uno de ellos se transmite siguiendo las leyes anteriores con independencia de la presencia del otro carácter.org/ap1. no existe ninguna diferencia aparente entre los individuos heterocigóticos (Aa) y los homocigóticos (AA). La prueba del retrocruzamiento. Consiste en cruzar el fenotipo dominante con la variedad homocigota recesiva (aa). en la descendencia volverá a imagen tomada de aparecer el carácter recesivo en una http://www. o simplemente cruzamiento prueba. y revelándonos también que los alelos dominantes para esos caracteres son los que determinan el color amarillo y la forma lisa. toda la descendencia será igual.bioetica. en este caso se cumple la primera Ley de Mendel. Si es Figura 133 Retrocruzamiento heterocigótico. Las plantas obtenidas y que constituyen la F1 son . El experimento de Mendel: Mendel cruzó plantas de guisantes de semilla amarilla AA y lisa BB con plantas de semilla verde aa y rugosa bb(Homocigóticas ambas para los dos caracteres Las semillas obtenidas en este cruzamiento eran todas amarillas y lisas.213 Retrocruzamiento En el caso de los genes que manifiestan herencia dominante. pues ambos individuos presentarían un fenotipo amarillo. Si es homocigótico. sirve para diferenciar el individuo homo del heterocigótico. cumpliéndose así la primera ley para cada uno de los caracteres considerados.htm proporción del 50% Tercera ley de Mendel o de la herencia independiente de caracteres: Hace referencia al caso de que se contemplen dos caracteres distintos.biotech. bioetica. imagen tomada de http://www.biotech.org/ap1.htm .214 Figura 134 Tercera Ley Mendel dihíbridas (AaBb). teniendo en cuenta los gametos que formarán cada una de las plantas Los alelos de los distintos genes se transmiten con independencia unos de otros.org/ap1. ya que en la segunda generación filial F2 aparecen guisantes amarillos y rugosos y otros que son verdes y lisos.biotech.bioetica.215 Segunda generación filial F2 Se cruzan entre sí plantas de la F1. Figura 135 Segunda generación filial http://www. combinaciones que no se habían dado ni en la generación parental (P).htm . ni en la filial primera (F1). 216 Figura 136 Segunda generación filial Imagen tomada de http://www.biotech.htm Interpretación del experimento: Los resultados de los experimentos de la tercera ley refuerzan el concepto de que los genes son independientes entre sí. pues estos resultados no se cumplen siempre. Para esta interpretación fue providencial la elección de los caracteres. es el caso de los genes ligados.org/ap1. Lección 24 .bioetica. que no se mezclan ni desaparecen generación trás generación. sino solamente en el caso de que los dos caracteres a estudiar estén regulados por genes que se encuentran en distintos cromosomas. No se cumple cuando los dos genes considerados se encuentran en un mismo cromosoma. que es el portador de las instrucciones codificadas que especifican la secuencia de aminoácidos • ARN de transferencia (ARNt) Estos ARNt forman enlaces covalentes con los aminoácidos.htm Para la síntesis de proteínas se requieren: • Subunidades ribosómicas pequeñas y grandes • Cadena de ARN mensajero (ARNm). un anticodón que reconoce el codón del ARNm que corresponde al aminoácido del que es portador. que luego servirá de "molde" para la síntesis de nuevas proteínas. Cada ARNt contiene. Esto significa que a cada ARNt le corresponde su propio aminoácido.217 Síntesis de proteínas Animación en Power Point http://www.mecd. además. requiere que previamente se haya producido la transcripción. cuyo anticodón reconoce el codón triplete AUG.cnice. mediante reacciones catalizadas por enzimas específicos.es/eos/MaterialesEducativos/mem2001/biologia/citoplasma/ organelas3. El sitio P de la subunidad ribosomal pequeña queda ocupado por un ARNt de iniciación. mediante la cual a partir de una molécula de DNA se origina una de RNAm. Todo este proceso de síntesis proteica o traducción a partir de una molécula de RNAm. El proceso incluye las siguientes fases: Etapa 1: se fija un ARNm a la subunidad pequeña. con los que forman aminoacil ARNt. que codifica al aminoácido metionina . y el ribosoma se desplaza a lo largo de la cadena de ARNm. el ARNt se fijará sobre el sitio A . si concuerda. en dirección desde 5' hasta 3'.218 Figura 137 Síntesis de proteína Etapa 1 de Etapa 2: la subunidad ribosomal grande se fija a la subunidad pequeña. hasta que el siguiente codón queda alineado con el sitio A de la subunidad pequeña Etapa 3: un nuevo aminoacil ARNt (es decir. un ARNt que lleva un aminoácido) compara a su anticodón con el codón del RNAm. 219 Figura 138 Síntesis de proteína Etapa 2 y 3 Etapa 4: los aminoácidos en los sitios A y P forman un enlace peptídico . y las subunidades ribosómicas grande y pequeña se disocian del ARNm quedando libres en le citosol. Al mismo tiempo. el ribosoma se desplaza a lo largo de la cadena de ARNm hasta que el siguiente codón queda alineado con el sitio A de la subunidad ribosomal pequeña Etapa 6: se repiten las etapas 3 a 5. encargado de descargar a la cadena polipeptídica recién formada desde el sitio ARNt del sitio P hacia el citosol Etapa 8: el ARNt se libera desde el sitio P. que ahora tiene unidos sobre sí a los dos aminoácidos (proceso catalizado por la enzima peptidiltransferasa) Etapa 5: el ARNt desaminado deja libre el sito P. se fija en el sitio A un factor liberador. UAA o UGA). y el ARNm con sus dos aminoácidos se mueve desde el sito A hacia el sitio P. responsable de detener el proceso de traducción Etapa 7: cuando el sitio A de la unidad ribosomal pequeña llega a un codón de terminación. Figura 139 Síntesis de proteína Etapa Terminación . con lo que se alarga la cadena polipeptídica hasta que se llega al codón de terminación (que pueden ser tres: UAG.El ARNt del sitio P pasa su aminoácido al ARNt del sitio A. el factor liberador se libera desde el sito A. 220 En definitiva. los ribosomas participan en la síntesis de las proteínas que tendrán un destino u otro según que sean formadas por ribosomas libres o por polirribosomas adheridos a las membranas del Retículo endoplasmático rugoso Figura 140 Esquema de los ribosomas en la sístesis de proteína . a partir del gen que le sigue.agronort. cabeza y cola. El ARNm terminado puede ahora servir de molde para la correspondiente proteína. forman un codón correspondiente a ciertos aminoácidos. Una de las bases del ARN es diferente A (ADN) se complementa con U (ARN) T (ADN) se complementa con A (ARN) G (ADN) se complementa con C (ARN) C (ADN) se complementa con G (ARN) 2. le ordena a la célula comenzar a construir ARN mensajero. 3. El Código genético Traducción de ARN en proteína 1. . Una secuencia del ADN.html El ADN sirve como molde para la síntesis del ARN 1. se agregan al ARNm antes de dejar el núcleo. Los pasos de la ingeniería genética http://www.221 Capitulo 2 Biotecnología Lección 26. Cada tres bases en el ARN. llamada promotor. Luego.com/informacion/abcbiotec/abcbio4. 4. Aac. llamados ribosomas. junto con enzimas y moléculas especiales de ARN.CCG CAU. Cisteina Prolina Histidina Stop= UAA. Los ribosomas se mueven a lo largo del ARNm y van adosando los aminoácidos correspondientes a cada codón.CCA. Construcción de una Proteína: Traducción del ARNm codones UGU. La mayoría de los aminoácidos pueden ser codificados por mas de un codón. . 2.UGG CCU. También hay codones.CCC.222 2. que ordenan a la maquinaria de la célula. Todo este proceso es llevado a cabo por estructuras complejas. detener la síntesis de la cadena proteica. Aac. 4. UGA 3. UAG.CAC 1. Los aminoácidos se unen entre si por ligaduras de péptidos. 3. 4. El código genético es "transcripto" en el ARN mensajero. Un gen es parte del ADN. 5. construyendo las largas cadenas de aminoácidos que forman una proteína. basada en la secuencia particular de aminoácidos. 2. Esta forma particular. en dicho organismo. es la que le confiere propiedades y funciones únicas. Encontrar algún organismo que lo exprese. El código en el ARNm es traducido. El ARNm forma una cabeza y una cola para dejar el núcleo. 6. Los pasos de la Ingeniería Genética 1. 5. pero que no pueda ser manejado por los métodos clásicos de mejoramiento. La cadena proteica toma una forma tridimensional. Combinar dicho gen con otros elementos necesarios para que este sea funcional en la planta. Encontrar el gen responsable del carácter deseado. La proteína se organiza en su forma funcional.223 3. Encontrar las células modificadas exitosamente. Resumen: Pasos desde ADN a Proteína 1. Identificar un carácter deseable. en un cromosoma. 2. 3. 4. . y regenerarlas en plantas completamente funcionales. Mover los genes a las células de la planta. 4. etc. La bacteria de suelo. tiene genes para diversas proteínas. 2. Búsqueda de fuentes para genes deseados Búsqueda de fuentes para genes deseados 1. Streptomyces tiene un gen para una enzima que desdobla la molécula del Glufosinato de Amonio (herbicida).224 Posibilidades de la Biotecnología Ejemplos Caracteres de Protección Resistencia a Insectos Tolerancia a Herbicidas Resistencia a Hongos Resistencia a Virus Resistencia a Bacterias Resistencia a Nematodos Caracteres de Calidad Demora de la maduración Aceites modificados Proteínas modificadas Alto contenido de sólidos Producción vegetal de anticuerpos. 3. Bacillus thuringiensis (Bt). menos sensible al Glifosato . enzimas. selectivamente toxicas para ciertos insectos. tiene un gen para una versión de la enzima EPSPS. Una línea mutante de Arabidopsis thaliana. El actinomycete de suelo. solo en ciertas secuencias especificas. 2. Otras enzimas llamadas ligasas. 3. Muchas dejan "extremos pegajosos". de manera que otras piezas cortadas con la misma enzima. cortada por la misma enzima. Las enzimas de restricción cortan ADN. se ligan automáticamente. El "extremo pegajoso" de una pieza puede hibridar con el de otra pieza. terminan las uniones. 4.225 Herramientas Básicas Enzimas "para cortar y pegar" 1. . 226 Clonado 1. llamadas plásmidos. Los plásmidos modificados. y serán copiados en cada duplicación celular. . genes de resistencia a antibióticos. para "cortar y pegar" nuevas piezas de ADN 3. Los plásmidos son fáciles de manejar en tubos de ensayo. pueden ser colocados de nuevo en la bacteria. muchas bacterias tienen también pequeñas piezas circulares de ADN. 2. Además de su principal cromosoma. tan solo incrementando la bacteria. 4. De esta forma es posible obtener un gran numero de copias del gen. Estos tienen a menudo. cada pieza de ADN puede copiarse tanto como sea necesario. de manera que solo aquellas que tengan el nuevo plásmido recombinante. colocados de nuevo en bacterias. las cuales al conjugarse conforman distintos plásmidos. y se corta en pequeñas piezas. Los plásmidos usados en la bacteria (vectores clonados). también contienen un gen de resistencia a antibióticos. . 2. Ahora. son ahora distintos. crecerán en el medio de cultivo. Este gen se llama "marcador selectivo". Las piezas se mezclan con plásmidos cortados con la misma enzima. 4. Se extrae ADN de muchas células. Encontrando el Gen correcto 1. 3. y entonces pueden ser separados.227 Capturando el Gen Tomar la pieza de ADN buscada desde el organismo donante 1. Los plásmidos. . 3. Es necesario saber cuales (poco frecuentes) células han sido modificadas. 4. dependiendo del carácter en cuestión Lo que acompaña al Gen La construcción 1. Cada clon (progenie de bacterias con la nueva secuencia de ADN). para eso se usa el promotor. Los genes deben "estar prendidos" para expresarse.228 2. se llama construcción o inserto. para eso se agrega un gen marcador selectivo. Hay diversas maneras. puede ser probada para saber si contiene el gen deseado. La combinación terminada del gen + promotor + marcador selectivo + terminadores. Otros promotores solo trabajan en tejidos específicos. 2. El gen marcador también necesita un promotor y terminador. El tipo mas común es el de un gen que codifica para una enzima. Constitutivos). nptll -------------->kanamicína bar -->glufosinato de amonio . 3. Algunos promotores activan el gen en casi todas las células de la planta (Pr. Marcadores Selectivos 1. 4. que desdobla algún antibiótico o componente del herbicida. raíz o tejidos dañados. Para que el ADN transcriba el gen en ARNm. debe haber un promotor delante de la secuencia.229 Promotores: dónde se "prenderá" el gen? 1. como polen. Algunos solo lo hacen en las partes verdes. 2. Normalmente la planta moriría ante el químico. Métodos 1. . Opciones de Transformación. Uso de una bacteria como "Ingeniero Genético Natural". infecta las células de la planta produciendo la recombinación genética. La bacteria conteniendo el inserto. Agrobacterium.230 3. Solamente sobrevivirá si ha sido exitosamente modificada para poseer esta enzima. Inserto listo para ser transferido a una planta Lección 29 Transfiriendo los genes a las plantas. Transformación por Agrobacterium Fundamentos 1. Las secuencias del plásmido Ti. 4. facilita el movimiento de las moléculas de ADN. sobre la célula. en tejidos radiculares dañados. dividiéndose y creciendo al azar. llevando los insertos. causando la síntesis de aminoácidos inusuales que sirven de soporte nutricional a la bacteria. El patógeno de suelo Agrobacterium tumefaciens. naturalmente inserta su ADN (plásmido Ti). 2. 3. Preparando un gen para una transformación mediante Agrobacterium 1. responsable de la virulencia de la bacteria. Polietilenglicol. Uso de carga eléctrica para que el ADN atraviese la membrana nuclear. se remueven (vírgenes). como un tumor. en las células expuestas de sus huéspedes. 3. El ADN de Agrobacterium toma el control de las células del tumor. Un cañón artificial bombardea micropartículas con el inserto. La exposición de las membranas al PEG.231 2. . 5. La corriente. fuerza el paso de los insertos al interior del núcleo. Las fibras atraviesan las membranas. Electroporación. Acelerador de Partículas (Gene Gun) . Inyección mediante fibras microscópicas. Silicon Wiskers. Este ADN extraño se incorpora y recombina con el ADN propio de la planta huésped. y usar este clon para infectar tejido vegetal.232 2. . Se integra el inserto que contiene el gen deseable. 4. dentro del plásmido Ti. 3. Integrar todo esto en un solo plásmido. 2. Usar métodos de cultivo de tejidos para regenerar plantas viables de las pocas células sobrevivientes. al ser incorporado nuevamente dentro del Agrobacterium.En otra bacteria. y otra con las secuencias necesarias del plásmido Ti. lista para transformar. Armar dos construcciones. Incorporar el inserto en un plásmido y hacer un gran numero de copias en una bacteria. Exponer el tejido tratado al agente químico selectivo (antibiótico o herbicida). una con los genes a incorporar (gen principal y marcador). Transformación por Acelerador de Partículas (Gene Gun) 1. Bacteria clonada. Resumen Transformación mediante Agrobacterium 1. Solo las células exitosamente transformadas. se ubica el gen deseable. 4. 3. sobrevivirán. en Agrobacterium. entre las dos secuencias de borde del plásmido Ti. 233 2. Podría afectar o anular la acción de algún gen importante de la planta. Porque un evento de transformación es raro y costoso? 1. 4. debido a los siguientes obstáculos: Tener que introducir ADN en células vivas. No hay forma de controlar adonde se ubicara el ADN extraño: Podría no ser funcional. para su aplicación directa. En todo el proceso hay muchos pasos "poco probables" involucrados. dependiendo del sitio de inserción. Disparar las partículas mediante una explosión. Extraer los plásmidos y cubrir con ellos pequeñas partículas de tungsteno (1 micrón). Lograr que esta inserción sea funcional 2. haciendo viable su replicación. . Lograr que el ADN sea insertado en forma estable. Lección 30 Los primeros desafíos Tolerancia a Glifosato Objetivo: Transformar plantas sensibles en altamente tolerantes. Exponer las células al agente selectivo para regenerar aquellas exitosamente transformadas. 3. en los propios cromosomas de las células. sobre los tejidos. que requiere trabajo adicional. Resultado 1: Aun con mas EPSPS. Intento 1: Poner el gen completo para la toxina-proteína en la planta. necesaria para el crecimiento celular Intento 1: Adicionar una nueva copia del gen para EPSPS. Tolerancia a Glifosato: 2do Intento Objetivo: Generar mutantes de algún organismo fácil de cultivar. de petunia. no así en maíz. Origen: Algunos insectos pueden ser controlados mediante la aplicación de Deltaendotoxinas de Bacillus thuringiensis. mas la capacidad de detoxificar parte del mismo. pero su EPSPS es aun funcional. Resultado2: En soja. pero se desdoblan rápidamente cuando están expuestas a la luz ultravioleta. con un fuerte promotor que funcione en todos los tejidos. en plantas de maíz. Estas toxinas son altamente selectivas e inocuas para el hombre y el ambiente. ambos mecanismos sumados funcionan adecuadamente. con un promotor fuerte. y lograr tolerar mayores dosis de Glifosato. Intento 2: Un aislamiento de Agrobacterium resulta menos sensible. Resultado 3: Este intento.). Tolerancia a Glifosato: 3er Intento Objetivo: Encontrar un microorganismo que produzca una enzima capaz de detoxificar la molécula de Glifosato (GOX de Achromobacter sp.234 Origen: El Glifosato inhibe una enzima vegetal (EPSPS). . logrando que las plantas estén protegidas por producir EPSPS insensible al herbicida. Intento 3: Juntar los efectos del gen para esta enzima con el gen mutante de EPSPS. como para ser de interés comercial. involucrando ambos genes resulto efectivo. Tecnología Bt Objetivo: Lograr que la planta produzca su propio insecticida. para aumentar la concentración de EPSPS en la planta. se la transfiere a plantas TG. las plantas fueron todavía muy sensibles. hasta hallar algún individuo tolerante a Glifosato. Original TTAGCACCCTAGGCTAGCGTA Modificada TTACCACCCTACGCTAGCCTA Resultado 3: Cuando el gen es trucado y además tiene los codones "preferidos". Resultado 2: La planta produce mucho mas toxina ahora. por lo tanto el gen no se expresa bien en la planta. Cuando no tiene estos codones "preferidos" produce mucha menos proteína. Intento 2: Insertar un gen truncado que solo codifique para la porción de la proteína correspondiente a la toxina activa. de cadena mas corta. la planta no producía suficiente proteína para protegerse a si misma.html#Biotecnología EL PROYECTO GENOMA HUMANO Aspectos científicos USDA ..235 Resultado 1: Aun con una transformación exitosa. Intento 3: Realizar cambios en el ADN del gen. Plant Genome Information Resource Intercambio información s/ cultivo de tejidos . por acción de las enzimas del insecto. etc.agronort. Links http://www. no son los "preferidos".Novedades. base por base.Texas A&M . Tecnología Bt: 2do Intento Origen: Cuando la toxina natural (potoxina) entra en el intestino del insecto. expresa suficiente toxina para su autoprotección. pero usando los codones "preferidos". regulación.com/links. Tecnología Bt: 3er Intento Origen: La planta "prefiere" usar ciertos codones para algunos aminoácidos. pero seria conveniente aun mas. se desdobla en la toxina activa.. Muchos de los codones en un gen bacterial. de manera que codifique para los mismos aminoácidos. ética. etc.S.Universidad Católica de Valparaíso . IANB.org . en biotecnología agrícola.A. Biotecnología Agrícola y Pobreza Electronic Journal of Biotechnology .conceptos elementales.236 Regulación (OECD.) Checkbiotech. G-VIII) Biotecnología Aplicada . Recursos y herramientas de biología molecular Portal "porque biotecnología" de A.. (Canada) AgBioForum .) agbios Agriculture & Biotechnology Strategies Inc.Economía y gerencia. (Asociación Semilleros Arg.Información y novedades de biotecnología National Center for Biotechnology Information Council for Biotechnology Information Glosario de términos de la Biotecnología Genetic Engineering News Galería Figura de procesos relacionados a la biotecnología Ag BioTech InfoNet Transgenic crops (Colorado State U. han convertido a la ecología en una disciplina de vital importancia para descubrir y diseñar estrategias de manejo y de uso sostenible de los recursos de la biosfera. Este término se origina en los vocablos griegos “oikos” (casa o lugar donde vivimos) y “logos” (estudio). para sistematizar el conocimiento referido al estudio del entorno viviente.237 UNIDAD 3. Los graves problemas de contaminación regional y planetaria. ECOLOGÍA Y EVOLUCIÓN Capitulo 1 Ecología Lección 31 Figura 141 Flujograma Ecologia Ecología El término ecología lo propuso en 1869 el biólogo alemán Ernst Haeckel. . comunidades y ecosistemas. Ecosistema Figura 142 Flujograma Ecosistema La comunidad. Comunidad biótica Agrupa todas las poblaciones que ocupan un área física definida. Los grupos de organismos pueden estar asociados a tres niveles de organización: poblaciones. Población Una población es un grupo de individuos de cualquier clase de organismo correspondiente a una sola especie. junto con el medio ambiente físico no viviente comprende un ecosistema .238 Organización del conocimiento ecológico La ecología estudia grupos de organismos en sus relaciones con el medio ambiente. Dentro de los ecosistemas los organismos viven en poblaciones que se estructuran en comunidades. Un ecólogo puede estar estudiando. El término autoecología se refiere a estudios de organismos individuales. y cómo fluye la energía de un individuo al siguiente en una cadena alimenticia. pero lo específico de la ecología es que siempre estudia las relaciones entre los organismos y de estos con el medio no vivo. el aire. se analiza por ejemplo: quién vive a la sombra de quién.239 Campos problémicos que aborda el ecólogo Al interior de las cadenas alimenticias de un ecosistema. en unidades de análisis denominadas ecosistemas. la luz. y sus relaciones con el medio ambiente. mientras otro estudia cómo fluye la energía en la selva tropical. Los ecosistemas como unidad de estudio El ecosistema es el nivel de organización de la naturaleza que se convierte en la unidad básica de estudio interesa a la ecología. Es un error considerar que nuestros avances tecnológicos: coches. El estudio de los ecosistemas. sinecología. cómo afectan las condiciones de luz y temperatura a los árboles de un robledal. la temperatura. El concepto de ecosistema es vital para comprender el funcionamiento de la naturaleza. o de poblaciones de especies aisladas. Entre los factores abióticos tenemos: el agua. etc. designa estudios de grupos de organismos asociados formando una unidad funcional del medio ambiente. Es decir analiza las numerosas relaciones entre comunidades y ecosistemas. el viento. grandes casas. quién desempeña un papel en la propagación y dispersión de quién. El término contrastante. quién devora a quién. En ocasiones el estudio ecológico se centra en un campo de trabajo muy local y específico. que interactúan mutuamente para producir un sistema estable. Los ecólogos emplean el término ecosistema para indicar una unidad natural con partes vivientes (factores bióticos) o inertes (factores abióticos). estos factores afectan y . la presión atmosférica. en el cual el intercambio de sustancias entre los organismos vivos y los elementos inertes es de tipo circular. El ecólogo trata de definir y analizar aquellas características de las poblaciones distintas de las características de individuos y los factores que determinan la agrupación de poblaciones en comunidades. pero en otros casos se interesa por cuestiones muy generales. industria. nos demuestra la profundidad de estas relaciones. de su estructura y de su funcionamiento. nos permiten vivir al margen del resto de la biosfera. los minerales del suelo. Los consumidores primarios son los que ingieren plantas. o tan pequeño como un acuario que contiene peces tropicales. consumidores y desintegradores. El ecosistema se completa con organismos descomponedores o saprofitos como bacterias y hongos. Estas plantas pequeñas. Los organismos consumidores son heterótrofos. el bióxido de carbono. de organismos vivos. en su mayor parte algas. y las características del biótopo o sea de la extensión física en que se encuentra circunscrita la unidad ecosistémica que se va a estudiar.240 permiten la supervivencia de los seres vivos o factores bióticos como los microorganismos. Suelen ser bastante más importantes como productoras de alimentos para el lago que las plantas visibles. . hasta la profundidad máxima alcanzada por la luz. que se designan colectivamente con el nombre de fitoplancton. además de muchos compuestos orgánicos. las plantas. los animales Un ecosistema puede ser tan grande como el océano o un bosque. donde el recambio de materiales sigue un camino circular. Biocenosis y biotopo La estructuración de un ecosistema reúne la biocenosis o conjunto. en cuyo caso comunican al agua un tinte verdoso. los secundarios los carnívoros que se alimentan de los primarios. el oxígeno disuelto. salvo si las hay en gran cantidad. y componentes inorgánicos. En un lago. crustáceos. Un ejemplo clásico de un ecosistema bastante compacto para ser investigado en detalle cuantitativo es una laguna o un estanque. y las plantas flotantes microscópicas. La parte no viviente del lago comprende el agua. plantas verdes y caracoles. que se distribuyen por todo el líquido. o uno de los ciclos de los elementos. potasio y calcio. y con sustancias inorgánicas que pueden usarse como materia prima por las plantas verdes. que desdoblan los compuestos orgánicos de células procedentes de organismos muertos. peces y tal vez algunos bivalvos de agua dulce. y así sucesivamente. no suelen ser visibles. en equilibrio dinámico. la unidad ha de ser un sistema estable. insectos y sus larvas. Para calificar una unidad como ecosistema. Aún en el ecosistema más grande y más completo puede demostrarse que está constituido por los mismos componentes: organismos productores. las sales inorgánicas como fosfatos y cloruros de sodio. por ejemplo. Podría haber algunos consumidores terciarios que comieran a los consumidores secundarios carnívoros. hay dos tipos de productores: las plantas mayores que crecen sobre la orilla o flotan en aguas poco profundas. el nicho ecológico es el estado o el papel de un organismo en la comunidad o el ecosistema. la parte inferior de un leño podrido. con todas las características de clima. Puede ser vastísimo. como el océano. cuáles son sus límites de movimiento y sus efectos sobre otros organismos y sobre partes no vivientes del ambiente. temperatura. fisiológicos y bióticos que necesita un organismo para vivir. ocupan sucesivamente nichos diferentes. El nicho ecológico no es un espacio demarcado físicamente. Una de las generalizaciones importantes de la ecología es que dos especies no pueden ocupar el mismo nicho ecológico. En cambio. . condiciones geológicas. Para describir el nicho ecológico de un organismo es preciso saber qué come y qué lo come a él. pero la rana adulta es un consumidor secundario y digiere insectos y otros animales. etc.241 El concepto de ecosistema aún es más amplio que el de comunidad porque un ecosistema incluye. químicos. La organización de la naturaleza en niveles superiores al de los organismos es la que interesa a la ecología. suelo y agua. aire. Una sola especie puede ocupar diferentes nichos en distintas regiones. el ambiente no vivo. Algunos organismos. sino una abstracción que comprende todos los factores físicos. que se alimenta de plantas. sustancias químicas presentes. su área física. Puede ser útil considerar al hábitat como la dirección de un organismo (donde vive) y al nicho ecológico como su profesión (lo que hace biológicamente). Hábitat y nicho ecológico Dos conceptos fundamentales útiles para describir las relaciones ecológicas de los organismos son el hábitat y el nicho ecológico. o las grandes zonas continentales. en función de factores como el alimento disponible y el número de competidores. Depende de las adaptaciones estructurales del organismo. El hábitat es el lugar donde vive un organismo. por ejemplo. de sus respuestas fisiológicas y de su conducta. por ejemplo. En un hábitat particular pueden vivir varios animales o plantas. además de la comunidad. y limitado. o muy pequeño. pero siempre es una región bien delimitada físicamente. alguna parte específica de la superficie de la tierra. Un renacuajo es un consumidor primario. los animales con distintas fases en su ciclo vital. Los seres vivos concretos le interesan al ecólogo por la función que cumplen en el ecosistema. además. hasta que vuelven al suelo. Lección 33 Ejemplos de ecosistemas La ecosfera en su conjunto es el ecosistema mayor. en cierta forma. o una manzana que se esté pudriendo son ecosistemas que poseen patrones de funcionamiento en los que podemos encontrar paralelismos fundamentales que nos permiten agruparlos en el concepto de ecosistema. por ejemplo. Pero dentro de este gran sistema hay subsistemas que son ecosistemas más delimitados. los ciclos de la materia y los flujos de energía. o incluso. Así. que el cómo son estos elementos. En todos los ecosistemas existe. un movimiento continúo de los materiales. del agua o del aire a los organismos y de unos seres vivos a otros. mantiene la vida y moviliza el agua. La fuente primaria y principal de energía es el sol. fluyendo a través de los distintos componentes del ecosistema. En el ecosistema la materia se recicla en un ciclo cerrado y la energía fluye linealmente generando organización en el sistema. no en sí mismos como le pueden interesar al zoólogo o al botánico. un bosque.242 En contraste. cerrándose el ciclo. un árbol. Todos necesitan una fuente de energía que. Abarca todo el planeta y reúne a todos los seres vivos en sus relaciones con el ambiente no vivo de toda la Tierra. o al agua. Los diferentes elementos químicos pasan del suelo. Para el estudio del ecosistema es indiferente. comen caracoles. mientras que las tortugas adultas son consumidores primarios y se alimentan de plantas verdes como el apio acuático. un lago. . el océano. Cualquier variación en un componente del ecosistema repercutirá en todos los demás componentes. Por eso son tan importantes las relaciones que se establecen para mantener ciertas dinámicas de equilibrio general a pesar de la gran complejidad de las interacciones. Enfoque para el estudio del ecosistema Al estudiar los ecosistemas interesa más el conocimiento de las relaciones entre los elementos. tortugas jóvenes de río son consumidores secundarios. que el depredador sea un león o un tiburón. Funcionamento del ecosistema El funcionamiento de todos los ecosistemas es parecido. los minerales y otros componentes físicos del ecosistema. Una manera simplificada de abordar el estudio de los ecosistemas consiste en analizar las relaciones alimentarias. o al aire. gusanos e insectos. La función que cumplen en el flujo de energía y en el ciclo de los materiales son similares y es lo que interesa en ecología. 243 . Figura 143 Ejemplo de cadena trófica Tomada de www1.244 Relaciones alimentarias La vida necesita un aporte continuo de energía que llega a la Tierra desde el Sol y pasa de unos organismos a otros a través de la cadena trófica.es/. Los herbívoros suelen ser presa./Ecologia/Hipertexto/ 04Ecosis/100Ecosis. como algunos hongos o bacterias que se alimentan de los residuos muertos y detritos en general (organismos descomponedores o detritívoros). generalmente.. felino que como todo ser vivo muere. . de los carnívoros (depredadores) que son consumidores secundarios en el ecosistema. Pero las cadenas alimentarias no acaban en el depredador cumbre (Ej. existen necrófagos.ceit. Las plantas son devoradas por otros seres vivos que forman el nivel trófico de los consumidores primarios (herbívoros).htm Las redes de alimentación (reunión de todas las cadenas tróficas) comienzan en los organismos productores (las plantas) que captan la energía luminosa con su actividad fotosintética y la convierten en energía química almacenada en moléculas orgánicas.. La cadena alimentaria más corta estaría formada por los dos eslabones citados (ej.245 De esta forma se soluciona en la naturaleza el problema de los residuos.hombre algas .ballena..krill . La realidad es que cada uno de los eslabones mantiene a su vez relaciones con otras especies pertenecientes a cadenas distintas. Es como un cable de conducción eléctrica. que al observador alejado le parecerá una unidad. de cadena larga sería: plantas insectos sapos serpientes mangosta – felino. componentes de los átomos que constituyen el elemento cobre. seis constituyen ya un caso excepcional. Los detritos (restos orgánicos de seres vivos) constituyen en muchas ocasiones el inicio de nuevas cadenas tróficas. Por Ej. los animales de los fondos abisales se nutren de los detritos que van descendiendo de la superficie. como mucho. Reflexión: ¿qué pasa con el 90% correspondiente a la energía no aprovechada al ascender en la escala trófica? ¿Se pierde o se aprovecha en otra forma? Sin embargo. . Ejemplos de cadenas alimentarias de tres eslabones serían: hierba . un estudio de campo y el conocimiento más profundo de las distintas especies nos revelará que esa cadena trófica es únicamente una hipótesis de trabajo y que. por necesidad. corto. a lo sumo. que tampoco son una unidad maciza. Redes tróficas y alimentarias Se estima que el índice de aprovechamiento de los recursos en los ecosistemas terrestres es como máximo del 10 %. pero al aproximarse verá que dicho cable consta a su vez de otros cables conductores más pequeños. cabras alimentándose de la vegetación). expresa un tipo predominante de relación entre varias especies de un mismo ecosistema. Las cadenas alimentarias suelen tener. por lo cual el número de eslabones en una cadena trófica. Ej. Cada uno de estos cables conductores estará formado por pequeños filamentos de cobre y quienes conducen la electricidad son en realidad las diminutas unidades que conocemos como electrones.vaca . Las diferentes cadenas alimentarias no están aisladas en el ecosistema sino que forman un entramado entre sí y se suele hablar de red trófica. cuatro o cinco eslabones. Una representación más realista de quien come a quien se llama red alimenticia. como se muestra a continuación Figura 144 Red alimenticia Tomada de: http://www. el herbívoro se nutre de una única especie vegetal y él no suele ser tampoco el componente exclusivo de la dieta del carnívoro. Tampoco. contemplando un único pero importante aspecto de las relaciones entre los organismos. en el cable todas las sucesivas subunidades van en una misma dirección. El águila intentará apoderarse de sus recentales y. respectivamente. en general.246 Pero hay que poner de relieve una diferencia fundamental.específicas. que en caso de dificultad no dudará en alimentarse también de conejos. De este modo. La red trófica. aunque sea el principal. nos muestra lo importante que es cada eslabón para formar el conjunto global del ecosistema. sino también al conejo y al ratón. La hierba no sólo alimenta a la oveja. competirá con el lobo. pero en la cadena trófica cada eslabón comunica con otros que a menudo se sitúan en direcciones distintas.jmarcano. La red da una visión más cercana a la realidad que la simple cadena. Esto es lo que se conoce con el nombre de red trófica.com/nociones/trofico2. La oveja no tiene al lobo como único enemigo. que serán presa de un águila y un búho.html Pirámides biológicas . si hay un lince en el territorio. Nos muestra que cada especie mantiene relaciones de distintos tipos con otros elementos del ecosistema: la planta no crece en un único terreno. la cadena original ha sacado a la luz la existencia de otras laterales y entre todas han formado una tupida maraña de relaciones ínter. aunque en determinados suelos prospere con especial vigor. La transferencia de energía de un nivel trófico a otro no es totalmente eficiente. Pirámide de energía Una pirámide de energía muestra la cantidad máxima de energía en la base. la cual disminuye uniformemente en cada nivel trófico. Los estudios muestran que la eficiencia en la transferencia de energía entre los niveles es del 10 %.247 Una representación muy útil para estudiar todo este entramado trófico son las pirámides de biomasa y energía. que la energía almacenada en los herbívoros es solo el 10% de la almacenada en las plantas y así mismo los consumidores . y se expresa en gramos de carbono.es/.. es decir. por encima los consumidores de primer orden (herbívoros).htm Biomasa y energía La biomasa es la cantidad total de materia viviente. Figura 146 Pirámide de energía de una cadena trófica acuática tomada de: www1. En el piso bajo se sitúan los productores.ceit. y cada consumidor de la cadena gasta energía obteniendo el alimento. metabolizándolo y manteniendo sus actividades vitales. después los de segundo orden (carnívoros) y así sucesivamente./Ecologia/Hipertexto/ 04Ecosis/100Ecosis. Los productores gastan energía para respirar. de la materia seca correspondiente. en un área determinada o en uno de sus niveles tróficos. en un momento dado. En ellas se ponen varios pisos con su anchura o su superficie proporcional a la magnitud representada. El aumento de biomasa en un período determinado recibe el nombre de producción de un sistema o de un área determinada. Las pirámides de biomasa son muy útiles para mostrar la biomasa en un nivel trófico.. Ciclos de la materia Los elementos químicos que forman los seres vivos (oxígeno.es/.ceit. Figura 146 Ciclo energético del ecosistema Tomada de: www1. pues no hay suficiente energía por encima de los depredadores en la cúspide de la pirámide para mantener otro nivel trófico. Después los van devolviendo a la tierra. las heces o la descomposición de los cadáveres. nitrógeno. carbono. a la atmósfera o a las aguas por la respiración. proteínas y ácidos nucleicos).. Las plantas los recogen del suelo o de la atmósfera y los convierten en moléculas orgánicas (glúcidos./Ecologia/Hipertexto/ 04Ecosis/100Ecosis.. Los animales los toman de las plantas o de otros animales. etc.htm Flujo de energía El ecosistema se mantiene en funcionamiento gracias al flujo de energía que va pasando de un nivel al siguiente. lípidos. del carbono. del hidrógeno. Es así como el ciclo de la materia tiene un trayecto cíclico. hidrógeno. La energía fluye a través de la cadena . azufre y fósforo.De esta forma encontramos en todo ecosistema unos ciclos del oxígeno. cuando mueren.) van pasando de unos niveles tróficos a otros. Esto explica por qué las cadenas alimentarias no tienen más de cuatro o cinco miembros.248 secundarios tienen almacenado solo un 10% de la energía almacenada en los consumidores primarios. del nitrógeno. en presencia de agua como vehículo de las reacciones y con la intervención de la luz solar como aporte energético para éstas. por lo que la productividad aplicada al conjunto de todos ellos nos servirá para obtener un parámetro con que medir el funcionamiento de dicho ecosistema y conocer el modo en que la energía fluye por los distintos niveles de su organización. La productividad es uno de los parámetros más utilizados para medir la eficacia de un ecosistema. Las plantas. o de un medio en general. Lección36. a través de los productores a los descomponedores. El resultado de esta actividad. cuando interesa su aprovechamiento económico. Esto también se llama ecoeficiencia Pero el conjunto de organismos y el medio físico en el que viven forman el ecosistema. tienen la capacidad de sintetizar su propia masa corporal a partir de los elementos y compuestos inorgánicos del medio. El ciclo de energía sigue una trayectoria lineal a diferencia de los ciclos de la materia o de los elementos químicos. constituyen la productividad primaria. que mide la eficacia con la que un organismo puede aprovechar sus recursos tróficos. En ambos casos. Productividad de los ecosistemas como base para la intervención humana sostenible La productividad es una característica de las poblaciones que sirve también como índice importante para definir el funcionamiento de cualquier ecosistema. El desarrollo de la productividad se puede dar en dos medios principales. Su estudio puede hacerse a nivel de las especies. La energía entra en el ecosistema en forma de energía luminosa y sale en forma de energía calorífica que ya no puede reutilizarse para mantener otro ecosistema en funcionamiento. como organismos autótrofos. la proporción entre la cantidad de nutrientes ingresados y la biomasa producida nos dará la llamada productividad. es decir los tejidos vegetales. . Más tarde.249 alimentaria sólo en una dirección: va siempre desde el sol. los animales comen las plantas y aprovechan esos compuestos orgánicos para crear su propia estructura corporal. calculándose ésta en general como el cociente entre una variable de salida y otra de entrada. Esta es la productividad secundaria. que en algunas circunstancias servirá también de alimento a otros animales. las comunidades acuáticas y las terrestres. La productividad de los ecosistemas se mide en gramos o kilogramos por área de superficie y por año. consumiendo productores primarios. "sin". en algunas regiones la precipitación. dejando a la otra mitad del año como la estación seca. todos sabemos que estos factores varían grandemente de un lugar a otro. y bio. No es solamente un asunto de la precipitación total o la temperatura promedio. Como ilustración. acortando la cadena alimenticia. total promedio es de más o menos 100 mm por año distribuida uniformemente durante el año. vegetales y no animales. lo que determina numerosas combinaciones para apenas estos dos factores. y muy poco para elevar el porcentaje de eficacia de transferencia de energía. incluyendo tipo y profundidad de suelo. un lugar donde la temperatura promedio es de 20º C y nunca alcanza el punto de congelamiento. es muy diferente de otro lugar con la misma temperatura promedio pero que tiene veranos ardientes e inviernos muy fríos. O consideremos el tipo de suelo: un suelo . En los países superpoblados como en La India y China. consideremos el factor terreno: en el Hemisferio Norte. Esto crea un efecto ambiental muy diferente al que se encuentra en otra región donde cae la misma cantidad de precipitación pero solamente durante 6 meses por año correspondientes a la estación de lluvias. luz. Aún más. salinidad. Pero también otros factores abióticos pueden estar involucrados. cantidades y distribuciones diferentes de precipitación pueden combinarse con diferentes patrones de temperatura. congelamiento ligero o varias semanas de fuerte congelamiento – es más significativa biológicamente que la temperatura promedio. longitud del día. el terreno de las laderas que dan hacia el norte generalmente presenta temperaturas más frías que las que dan hacia el sur. pero las variaciones de estos factores pueden ser aún mucho más importantes de lo que normalmente reconocemos. Por ejemplo. De hecho. Igualmente. "vida). por lo que sólo podrá aumentar el aporte de energía de los alimentos. disponibilidad de nutrientes esenciales. Condiciones de las interacciones en los factores abióticos y bióticos Factores abióticos Todos los factores químico-físicos del ambiente son llamados factores abióticos (de a. nevadas) y temperatura. Los factores abióticos más conspicuos son la precipitación (lluvias. es decir. la temperatura fría extrema – no temperatura de congelamiento. viento. fuego.250 El hombre nada puede hacer para aumentar la cantidad de energía luminosa incidente. terreno y pH (la medida de acidez o alcalinidad de suelos y aguas). los habitantes son principalmente vegetarianos porque así la cadena alimenticia es más corta y un área determinada de terreno puede de esta forma servir de sostén al mayor número de individuos. 251 arenoso, debido a que no retiene bien el agua, produce el mismo efecto que una precipitación menor. O consideremos el viento: ya que aumenta la evaporación, también puede causar el efecto de condiciones relativamente más secas. Sin embargo, estos y otros factores pueden ejercer por ellos mismos un efecto crítico. Resumiendo, podemos ver que los factores abióticos, que se encuentran siempre presentes en diferentes intensidades, interactúan unos con otros para crear una matriz de un número infinito de condiciones ambientales diferentes. Factores bióticos En un ecosistema los factores bióticos están relacionados con la interacción de organismos que contribuyen al desarrollo de biomasa y las condiciones de predominancia y equilibrio entre diversas poblaciones. Invariablemente la comunidad vegetal está compuesta por un número de especies que pueden competir unas con otras, pero que pueden ser de ayuda mutua. También existen otros organismos en la comunidad vegetal: animales, hongos, bacterias y otros microorganismos. Así que cada especie no solamente interactúa con los factores abióticos, sino que está constantemente interactuando con otras especies (factores bióticos) para conseguir alimento, protección, territorio u otros beneficios, inclusive, mientras se compite se puede ser además fuente de alimento para un nivel trófico superior. Todas las interacciones con otras especies se clasifican como interacciones bióticas positivas, negativas o neutras. Óptimos y rangos de tolerancia de las especies a factores abióticos Veremos ahora la manera en que diferentes especies se "ajustan" a condiciones ambientales diferentes. Especies diferentes de plantas, animales o microorganismos varían grandemente en cuanto a su tolerancia (capacidad para soportar) a diferentes factores abióticos. Enfatizaremos en las plantas porque es más fácil ilustrar los principios con ellas. A través de observaciones de campo (observaciones de elementos tal como existen en la naturaleza en contraposición a experimentos de laboratorio), podemos llegar a la conclusión que: especies diferentes de plantas varían grandemente en cuanto a su tolerancia a diferentes factores abióticos. Esta hipótesis ha sido examinada y verificada a través de experimentos llamados "pruebas de estrés". Se cultivan plantas en una serie de cámaras en la que pueden controlarse todos los factores abióticos; de esta manera, el factor simple que estudiamos puede 252 variarse de manera sistemática mientras que todos los demás factores se mantienen constantes. Por ejemplo, mantenemos la luz, el suelo, el agua y otros factores con iguales valores en todas las cámaras, pero variamos la temperatura de una cámara a otra (para así distinguir el efecto de la temperatura de los demás factores). Los resultados muestran que, partiendo desde un valor bajo, a medida que se eleva la temperatura las plantas crecen mejor hasta alcanzar una tasa máxima de crecimiento. Sin embargo, si se sigue elevando la temperatura las plantas empiezan a mostrar estrés: no crecen bien, sufren daños, y finalmente mueren. La temperatura a la cual se presenta la máxima tasa de crecimiento se llama temperatura óptima. La gama o rango de temperatura dentro de la cual hay crecimiento se llama el rango o gama de tolerancia (en este caso para la temperatura). A las temperaturas por debajo o por encima de las cuales las plantas no crecen se les conoce como los límites de tolerancia. Experimentos similares han sido realizados con la mayoría de los demás factores abióticos. Para cada factor abiótico estudiado, los resultados siguen el mismo patrón general: hay un óptimo, que permite el máximo crecimiento, un rango de tolerancia fuera del cual hay un crecimiento menos vigoroso, y límites por debajo o por encima de los cuales la planta, el animal o el microorganismo no puede sobrevivir. Desde luego, no todas las especies han sido examinadas para todos los factores; sin embargo, la consistencia de tales observaciones nos lleva a la conclusión de que este es un principio biológico fundamental. Entonces podemos generalizar diciendo que cada especie tiene: un óptimo, un rango de tolerancia, un límite de tolerancia con respecto a cada factor. Además del principio de los óptimos, este tipo de experimentos demuestra que las especies pueden diferir marcadamente con respecto al punto en que se presenta el óptimo y los límites de tolerancia. Por ejemplo, lo que puede ser muy poca agua para una especie puede ser el óptimo para otra y puede ser letal para una tercera. Algunas plantas no toleran las temperaturas de congelamiento (esto es, la exposición a 0º C o menos es fatal). Otras pueden tolerar un congelamiento ligero pero no intenso, y algunas realmente requieren varias semanas de temperaturas de congelamiento para completar sus ciclos de vida. Lo mismo puede decirse para los demás factores. Pero, mientras que los óptimos y los límites de tolerancia pueden ser diferentes para especies diferentes, sus rangos de tolerancia pueden 253 sobreponerse considerablemente. De esta manera, los experimentos controlados apoyan la hipótesis de que las especies difieren en su adaptación a los diversos factores abióticos. La distribución geoFigura de una especie puede estar determinada por el grado en el cual sus requerimientos son cumplidos por los factores abióticos presentes. Una especie puede prosperar donde encuentra condiciones óptimas; sobrevive malamente cuando las condiciones difieren de su óptimo. Pero no sobrevivirá en aquellos lugares donde cualquier factor abiótico tenga un valor fuera de su límite de tolerancia para ese factor. Relaciones entre individuos Componentes de las relaciones intra-específicas Las relaciones intra-específicas son interacciones que se dan entre los individuos de una misma especie al tener el mismo hábitat o compartir la misma alimentación. Estas interacciones facilitan el apareamiento, la cría, la protección y la alimentación de cada individuo. A nivel unicelular tanto en organismos vegetales (fitoplancton) como en organismos animales (zooplancton) las relaciones entre individuos de una misma especie están condicionadas por el medio común (factores de tipo físico y químico) que comparten, al que vierten sus metabolitos y del que reciben los de otros organismos. Por ejemplo, la mayoría de formas de algas son microscópicas unicelulares y forman parte del plancton, es decir, que tienen su hábitat generalmente en el agua, donde suelen, realizar una rápida multiplicación que puede provocar a veces en ambientes reducidos una cantidad excesiva de residuos metabólicos o un agotamiento total del oxígeno disuelto que cause su muerte. En el caso de los organismos de mayor entidad biológica, de formas pluricelulares, cualquier relación entre individuos de una misma especie lleva siempre un componente de cooperación y otro de competencia, con predominio de una u otra en casos extremos. Así en una colonia de pólipos la cooperación es total, mientras que animales de costumbres solitarias, como la mayoría de las musarañas, apenas permiten la presencia de congéneres en su territorio fuera de la época reproductora. La colonia La colonia es un tipo de relación que implica estrecha colaboración funcional e incluso cesión de la propia individualidad. Los corales de un arrecife se especializan en diversas funciones: hay individuos provistos de órganos urticantes 254 que defienden la colonia, mientras que otros se encargan de obtener el alimento y otros de la reproducción. Este tipo de asociación es muy frecuente también en las plantas, sobre todo en las inferiores. En los vegetales superiores, debido a la incapacidad de desplazamiento, surgen formaciones en las que el conjunto crea unas condiciones adecuadas para cada individuo, por lo que se da una cooperación ecológica, al tiempo que se produce competencia por el espacio, impidiendo los ejemplares de mayor tamaño crecer a los plantones de sus propias semillas. Sociedades En el reino animal nos encontramos con sociedades, como las de hormigas o abejas, con una estricta división del trabajo. En todos estos casos, el agrupamiento sigue una tendencia instintiva automática. A medida que se asciende en la escala zoológica encontramos que, además de ese componente mecánico de agrupamiento, surgen relaciones en las que el comportamiento o la etología de la especie desempeñan un papel creciente Los bancos de peces son un primer ejemplo de particularidades en el comportamiento de cooperación que asegura la supervivencia de la especie, al desplazarse en cardúmenes. En las grandes colonias de muchas aves (flamencos, gaviotas, pingüinos, etc.), las relaciones entre individuos están ritualizadas para impedir una competencia perjudicial. Algo similar sucede en los rebaños de mamíferos. Entre muchos carnívoros y, en grado máximo entre los primates, aparecen los grupos familiares que regulan las relaciones intra-específicas y en este caso factores como el aprendizaje de las crías, el reconocimiento de los propios individuos y otros aspectos de los que estudia la etología pasan a ocupar un primer plano. Componentes de las relaciones ínter-específicas Las relaciones inter-específicas son interacciones que se dan entre diferentes especies por el alimento, el territorio o la defensa o por la predominancia de una especie.Entre las especies se pueden establecer relaciones de competencia, en este caso prima el interés de cada especie por el alimento o el espacio. En muchas ocasiones, para lograr determinados fines se recurre a compromisos con otras especies que se manifiestan en asociaciones del tipo de una simbiosis. Simbiosis La simbiosis se define como una cooperación entre organismos para poder vivir o adaptarse. Esta colaboración puede darse uno a uno (en forma directa), es decir A 255 ayuda a B y B ayuda a A, o también puede ser indirecta A ayuda a B, B ayuda a C y C ayuda a A. Mutualismo Un tipo de simbiosis es el mutualismo en el que ambas especies se benefician recíprocamente, tal es el caso, de un abejorro que poliniza las flores de un arbusto y obtiene néctar como recompensa, o por ejemplo, el liquen resultado de la asociación entre algas y hongos , en esta relación el hongo absorbe agua del ambiente y el alga suministra al hongo el alimento elaborado mediante el proceso de fotosíntesis, o la asociación Rhizobium - leguminosa en la cual la bacteria Rhizobium produce sustancias reguladoras del crecimiento que son aprovechadas por la leguminosa y la leguminosa proporciona a la bacteria un medio y nutrientes para su supervivencia. Comensalismo El comensalismo es otro tipo de simbiosis en donde una especie saca provecho de otra sin que esta última se afecte, es el caso del pez rémora que tiene una aleta transformada en ventosa, con la que se adhiere al cuerpo del tiburón. Así, la rémora se desplaza junto al tiburón y se alimenta con los restos de comida que éste deja caer. Entre otras relaciones particulares posibles, tenemos: Parasitismo El parasitismo es un tipo de relación de alimentación en la cual el depredador es mucho más pequeño que el huésped vivo del cual obtiene su alimento causándole algún daño, por ejemplo la relación que se establece entre la garrapata y el ganado. Depredación La depredación, en este tipo de relación algunos individuos -predadores- devoran a otros –presas vivas- como es el caso de los carnívoros de segundo y tercer orden que devoran presas vivas por ejemplo, la mangosta y la serpiente , o el tigre y el venado. Amensalismo El amensalismo es el tipo de relación en la que una especie inhibe el crecimiento de otra, sin afectarse ella. Por ejemplo, el hongo Penicillium produce sustancias antibióticas que inhiben el crecimiento de otros microorganismos. 256 La importancia de estas relaciones es que establecen muchas veces los flujos de energía dentro de las redes tróficas y por tanto contribuyen a la estructuración del ecosistema. Las relaciones en las que intervienen organismos vegetales son más estáticas que aquellas propias de los animales, pero ambas son el resultado de la evolución del medio, sobre el cual, a su vez las especies actúan, incluso modificándolo, en virtud de las relaciones que mantienen entre ellas. Pero también es relevante la interacción comunicativa entre las especies, como pueda ser la exhibición de colores llamativos o la emisión de sonidos estridentes de una presa para disuadir a un depredador Atributos de las poblaciones Puede definirse la población como un grupo de organismos de la misma especie que ocupan un área dada. Posee características en función más bien del grupo en su totalidad que de cada uno de los individuos, como: densidad de población, frecuencia de nacimientos y defunciones, distribución por edades, ritmo de dispersión, potencial biótico y forma de crecimiento. Si bien los individuos nacen y mueren, los índices de natalidad y mortalidad no son características del individuo sino de la población global. Las relaciones entre población y comunidad son a menudo más importantes para determinar la existencia y supervivencia de organismos en la naturaleza que los efectos directos de los factores físicos en el medio ambiente. Uno de sus atributos importantes es la densidad, o sea el número de individuos que habitan en una unidad de superficie o de volumen. La densidad de población es con frecuencia difícil de medir en función del número de individuos, pero se calcula por medidas indirectas como por ejemplo, los insectos atrapados durante una hora en una trampa. La Figura en la que se inscribe el número de organismos en función del tiempo es llamada curva de crecimiento de población. Tales curvas son características de las poblaciones, no de especies aisladas, y sorprende su similitud entre las poblaciones de casi todos los organismos desde las bacterias hasta el hombre. La tasa de nacimientos o natalidad, de una población es simplemente el número de nuevos individuos producidos por unidad de tiempo. La tasa de natalidad máxima es el mayor número de organismos que podrían ser producidos por unidad de tiempo en condiciones ideales, cuando no hay factores limitantes. La mortalidad se refiere a los individuos que mueren por unidad de tiempo. Hay una mortalidad mínima teórica, la cual es el número de muertes que ocurrirían en condiciones ideales, consecutivas exclusivamente a las alteraciones fisiológicas que acompañan el envejecimiento. en unas condiciones dadas del medio y en un momento concreto. El individuo (organismo) es un sistema biológico funcional que. cuando sea estable la proporción de edades y óptimas las condiciones ambientales. Cuando el ambiente no llega a ser óptimo. La población (o demo) es un sistema biológico formado por un grupo de individuos de la misma especie que viven en un lugar determinado en un momento determinado. . Los ecólogos emplean el término potencial biótico o potencial reproductor para expresar la facultad privativa de una población para aumentar el número.comunidad. El protoplasma está constituido por una solución coloidal de proteínas muy estructurada (citoplasma). limitado por una membrana plasmática (de lípidos y proteínas). lípidos. Aproximadamente. ARN). un individuo posee una determinada biomasa que se puede expresar en peso vivo (fresco) o en peso de materia seca. Un individuo se caracteriza por su anatomofisiología y su metabolismo. En un momento dado.) se integran en la naturaleza en un cierto número de niveles de organización cada vez más complejos: célula . De esas curvas puede deducirse el momento en que una especie particular es más vulnerable. Como la mortalidad es más variable y más afectada por los factores ambientales que por la natalidad. en los casos más simples. el ritmo de crecimiento de la población es menor. pero que. se reduce a una sola célula (unicelular).individuo . ácidos nucleicos. que pueden estar agrupadas en tejidos y órganos. organizado generalmente en un núcleo. está compuesto por numerosas células. ribosomas. en cuyo seno se encuentra el material genético (ADN.257 Disponiendo en Figura el número de supervivientes de una población contra el tiempo se obtiene la curva de supervivencia. y toda una serie de orgánulos (mitocondrias. Tabla Niveles de Integración de los materiales biológicos en los ecosistemas Los materiales biológicos (proteínas. etc. etc.) que constituyen la maquinaria metabólica. estos tienen una enorme influencia en la regularización del número de individuos de una población.población . La célula es la unidad biológica funcional más pequeña y sencilla. La comunidad (o biocenosis) es un sistema biológico que agrupa el conjunto de poblaciones habitantes de un mismo lugar determinado. plastos. en principio. Está compuesta por un territorio protoplasmático. la especie es un conjunto de individuos semejantes que transmiten este parecido de generación en generación. y la diferencia entre la capacidad potencial de una población para crecer y lo que en realidad crece es una medida de la resistencia del ambiente. reforzada en los vegetales por una pared celular. originando grandes desequilibrios de los ecosistemas. La biosfera es el conjunto de los ecosistemas naturales desarrollados en el seno de los mares o en la superficie de los continentes. lo constituyen las relaciones e interdependencias de las comunidades integradas conjunta y sinérgicamente en su medio. Figura 147 Niveles de organización en la naturaleza Tomada de www1. La noosfera representa la integración virtual del pensamiento humano sobre la biosfera.. Aplicaciones para conservación de la biodiversidad El hombre con sus prácticas ecológicas no sostenibles ha transformado el ambiente..es/./Ecologia/Hipertexto/ 04Ecosis/100Ecosis. . crecientemente tecnologizada. causando desastres ecológicos que ponen en peligro la vida.htm Lección 38.ceit.258 El ecosistema. Conclusión La misión del ecólogo Tanto en el medio rural como en el urbano son muchas las tareas que debe llevar a cabo el ecólogo en el presente. puede resumirse en una sola palabra. que no sólo implica evitar la destrucción sino favorecer. * Uso de energías alternativas * Evitar la caza y la pesca indiscriminada * Manejo adecuado de las basuras * Reciclaje de productos no degradables * Creación de parques naturales y reservas naturales * Conservación en laboratorios de bancos de germoplasma de plantas. La segunda misión del ecólogo es conservar. a veces artificialmente. porque una vez iniciado el proceso destructivo del ambiente resulta muy difícil detenerlo. Algunas acciones conducentes a la conservación de la biodiversidad * Policultivos o diversificación de los cultivos * Evitar la tala de bosques que pone en peligro las especies animales y causa erosión en los suelos * Prelación al control biológico en lugar de controles químicos. de animales y de microorganismos. Cualquier acción irracional que se produzca en el medio biológico trae como consecuencia verdaderas reacciones en cadena. El consejo del ecólogo debe llegar antes y no después. * Evitar contaminar el agua con desechos procedentes de la agricultura o de la industria * Controlar el pastoreo libre * Disminuir el consumo de aerosoles o clorofluorocarbonados que destruyen la capa de ozono protectora contra las radiaciones cósmicas * Reducir la contaminación atmosférica producida por los gases expulsados por fábricas. * Evitar el uso de detergentes no biodegradables. desde el punto de vista práctico. prevenir. . a las poblaciones cuya existencia peligra. vehículos que permanecen en la atmósfera causando el efecto invernadero y las lluvias ácidas. los combustibles fósiles y nucleares deben ser manejados de manera racional y sostenible para su conservación y sus beneficios.259 Los recursos naturales renovables como la biodiversidad (flora y fauna) los bosques y los recursos no renovables como los yacimientos minerales. Su misión fundamental. lineal y fragmentada hemos llegado a los niveles de deterioro del Planeta que hoy observamos. Bajo esta visión analítica. que contiene al enfoque mecanicista. punto de partida del enfoque mecanicista. la tecnología y las materias primas para la producción masiva. divisionista. Las materias primas. comenzando por el manejo de los agroecosistemas. no es más un sistema. que no son otra cosa que la intervención productiva del hombre en los ecosistemas . Descomponer un sistema es lo mismo que destruirlo. productos de la Naturaleza. No sólo implica la separación de sus partes. pues los griegos lo acuñaron. como un aporte de la biología a la conceptualización ambiental del desarrollo sostenible. . No obstante de haber sido pensada para beneficio del hombre. Sin embargo ha traído consigo una gran cantidad de aspectos negativos. separada en oxígeno e hidrógeno deja de ser el compuesto que ayudó a formar la vida en la Tierra. con aportes teóricos y técnicos para la productividad limpia. potenciar las resiliencias de los ecosistemas y mantener buenos índices de ecoeficiencia. Plantea un conjunto de modelos mentales que se distinguen del pensamiento analítico. El concepto de Sistema. Para reflexionar sobre este enfoque de pensamiento sistémico biológico es interesante revisar el texto tomado de Honorato Teissier Fuentes La Era Industrial y la Naturaleza No cabe duda que la industrialización aportó gran parte del desarrollo humano en los últimos doscientos años. Es una base que contiene la posibilidad de apreciar El Todo sin desintegrar sus partes para tratar de entenderlas o controlarlas. Lección 39. también generó una desintegración del mundo. como visión social es una idea reciente. convirtiéndolo en un engrane más de su mecanización. Pensamiento Sistémico y Desarrollo Sustentable Tomado de: Congreso Internacional NIKAN Honorato Teissier Fuentes (*) Nota: El conocimiento de los ecosistemas habilita al estudiosos para comprender la posisción epistemológica del pensamiento sistémico.260 En síntesis: prevenir deterioros ambientales. La era industrial requirió del individuo. a pesar de lo antiguo del vocablo. La forma fragmentada de pensar. se volvieron sólo la entrada para el insaciable hambre de riqueza industrial y la ambición del poder de los gobiernos. ésta lo volvió su esclavo. sino la anulación de sus propiedades: el agua. so pena de que aquel nunca más le dé de beber. nuestro continente y nuestro planeta. donde podemos ubicar nuestra vida. pero además fuerza a observar al sistema como parte interactuante con otros sistemas de su mismo nivel. pues ésta tiene fuerzas y formas propias. El modelo del desarrollo sustentable que se pretende alcanzar. de que debemos dominarla y controlarla. de que posee recursos ilimitados. Esto es. por remota o distante que sea. de que nos pertenece y son nuestros sus productos.261 El pensamiento sistémico requiere percibir más que medir. Por otro lado. Y cuarto. como vía para inducir cambios en los sistemas. Con todo ello podemos comprender "el todo". Segundo. en aras de las cuales destruimos todo lo que podemos. Tercero. Implica ver comportamientos y sus estructuras causales. el Desarrollo Sustentable plantea armonizar las relaciones entre el hombre y la naturaleza. sino entre todos los seres vivos del Planeta y. directas e indirectas que existen entre los ecosistemas naturales y los humanos. un Desarrollo en la Sustentabilidad. base del respeto que pretendemos lograr hacia las fuentes de la vida en la Tierra. y como integrante de sistemas superiores. Todo esto finalmente podría acercarnos a un desarrollo en armonía con la Naturaleza. será necesario comprender las relaciones. interna y externa. Quisiéramos ver a la raza humana tomando del río sólo el agua que necesita para saciar su sed. de no desperdiciar la energía. Primero porque necesitamos quitar de nuestra mente las viejas ideas de que la Naturaleza está en contra del Hombre y de que hay que "vencerla". sólo para una ilimitada hambre de poder humano. Obliga a sintetizar antes de analizar. no sólo entre los pueblos del mundo. Evitaríamos tener que pensar en soluciones mágicas como la de que al reducir la sobrepoblación se acabarán los problemas. en donde se encuentra inmerso. . requiere de un cambio de paradigma y no sólo de las buenas intenciones. El pensamiento sistémico y el desarrollo sustentable En el Pensamiento Sistémico se encuentran las características requeridas para formar una sociedad que comprenda la necesidad de respetar y cuidar los recursos naturales. de poder ver el futuro como algo promisorio para todas las generaciones venideras. de acrecentar su acervo de conocimientos y de lograr la equidad. Lo haríamos sin necesidad de descomponerlo. Implica comprender que todo tiene relación. nuestro país. requiere de un cambio mental en la visión del hombre. puesto que existen muchas más relaciones sistémicas. Para ello. aunque no pudiéramos ver o entender sus partes. También será indispensable sustituir nuestras formas de vida "progresistas" de manejo del entorno. Esta forma de pensar nos obliga a ver los distintos horizontes de tiempo. USA. Peter M. Pero será indispensable pasar por ese enfrentamiento interior en cada uno de nosotros.. para iniciar el camino del Desarrollo Sustentable.Canada. Saltillo.Meadows. 3. 1992. y de la preservación de los ecosistemas. Carol. Propuesta Dada la complejidad de los problemas ambientales. Será ya tiempo de renovar estos modelos ?.. Proponemos que el Pensamiento Sistémico sea utilizado como herrameinta para avanzar hacia la sustentabilidad de nuestros sistemas humanos. pp 32-45. CoNaCyT. Primavera de 1995. México. al Congreso Internacional NIKAN. Es común que se lleguen a poner en discrepancia nuestras actividades con el modelo de sustentabilidad? Sí. para conducirnos hacia lo que sería una sociedad sustentable. además está poniendo en tela de juicio varios de los paradigmas con los que hemos vivido hasta hoy. España. Los límites del reduccionismo molecular Revista Ciencia y Desarrollo. La Quinta Disciplina (Ed.Aranda A. El Pensamiento Sistémico. de los indios norteamericanos: El hombre no tejió la trama de la vida.Senge. Para terminar. "It´s Time me to bury Darwin Revista 21´st. Armando. Dennis y Donella. de sostenibilidad de los recursos naturales. Ed. Madrid. Century.. en un principio. 1990. 4. al menos en el presente.262 Al llevar poco a poco esta forma de pensar a nuestra vida diaria modifica la forma de ver las cosas y genera inquietudes e incomodidad. el Pensamiento Sistémico es uno de los caminos que tenemos más claros. . 2. Septiembre de 1997
[email protected] Referencias 1. Coahuila. Entre ellos el del método científico.Hugunin. es sólo un hilo de ella... Jun 1994. Más alla de los límites del crecimiento. recordemos la expresión del Jefe Seatle.. celebrado en Quebec. No se pueden concebir cambios en la comunidad si no hay cambios en los individuos. pp 18-25. Honorato Teissier Fuentes Una contribución de la Universidad Autónoma de Coahuila. Granica. como modelo mental. Ed. Español). El País Aguilar. interacción depredador/presa. tales como relaciones predador/presa.Nava Roberto. Veracruz. 1-7. centrada no sólo en la producción sino también en la sostenibilidad ecológica del sistema de producción.Cereijido Alejandro. CoNaCyT. En algunos . la agroecología se refiere al estudio de fenómenos netamente ecológicos dentro del campo de cultivos. México. Definidas a groso modo. competencia. D. http://www. May-Jun. Honorato C. México. Del Caos de los demonios al caos de los biólogos . 1996. también se dan.A. Coah. 1994. Los Angeles El término agroecología ha llegado a significar muchas cosas. pp 3-7. porque implica un número de características sobre la sociedad y la producción que van mucho más allá de los límites del predio agrícola. la dinámica y las funciones de estas relaciones. México. pp 50-61. Abr. A esto podría llamarse el uso "normativo" o "prescriptivo" del término agroecología. la agroecología a menudo incorpora ideas sobre un enfoque de la agricultura más ligado al medio ambiente y más sensible socialmente. Ciencia y Desarrollo. pp. 8. 1978.Teissier F. En un sentido más restringido.cl/revistas/1/rev1art1.clades.Universidad de California. o competencia de cultivo/maleza.. 1994.263 5. Saltillo.. México. El enfoque de sistemas y la ecología. de Coahuila. Universidad de México.. comensalía y cambios sucesionales. Hecht . Gastó Juan. U. 7. El Ecosistema UAAAN. La agroecología se centra en las relaciones ecológicas en el campo y su propósito es iluminar la forma... México. 6. Revista de la UNAM. Armijo Roberto. Saltillo. tales como ciclos de nutrientes. Facultad de Sistemas.htm Lección 40 La Evolución del Pensamiento Agroecológico Susanna B.. Coah.Estrada Alejandro y Coates-Estrada Rosamond. Las Selvas de los Tuxtlas.F. Visión Ecológica En el corazón de la agroecología está la idea que un campo de cultivos es un ecosistema dentro del cual los procesos ecológicos que ocurren en otras formaciones vegetales. pero estos no están estrictamente determinados por factores de origen biótico o ambiental. Lowrance et. al. La magnitud de las diferencias de la función ecológica entre un ecosistema natural y uno agrícola depende en gran medida de la intensidad y frecuencia de las perturbaciones naturales y humanas que se hacen sentir en el ecosistema. Aunque la administración humana de los ecosistemas con fines de producción agrícola a menudo ha alterado en forma dramática la estructura.y a formalizar el análisis del conjunto de procesos e interacciones que intervienen en un sistema de cultivos. La Perspectiva Social Los agroecosistemas tienen varios grados de resiliencia y de estabilidad. Como resultados. El resultado de la interacción entre características endógenas. Los agroecosistemas son ecosistemas semi-domesticados que se ubican en un . Por otra parte. a menudo es necesaria una perspectiva más amplia para explicar un sistema de producción que está en observación. Factores sociales. El marco analítico subyacente le debe mucho a la teoría de sistemas y a los intentos teóricos y prácticos hechos para integrar los numerosos factores que afectan la agricultura (Spedding 1975. tanto biológicas como ambientales en el predio agrícola y de factores exógenos tanto sociales como económicos. explosiones de plagas o la disminución de los nutrientes en el suelo. Ellen 1982. la diversidad. generan la estructura particular del agroecosistema. un número de investigadores de las ciencias agrícolas y de áreas afines. más sostenidamente y con menor uso de insumos externos. Chambers 1983. Altieri 1983. 1984). pueden destruir los sistemas agrícolas tan decisivamente como una sequía. estos procesos todavía funcionan y pueden ser explorados experimentalmente.264 trabajos sobre agroecología está implícita la idea que por medio del conocimiento de estos procesos y relaciones los sistemas agroecológicos pueden ser administrados mejor. Un sistema agrícola difiere en varios aspectos fundamentales de un sistema ecológico "natural" tanto en su estructura como en su función. las decisiones que asignan energía y recursos materiales pueden aumentar la resiliencia y recuperación de un ecosistema dañado. y los mecanismos de control de poblaciones bióticas en los predios agrícolas. Conway 1985. tales como el colapso en los precios del mercado o cambios en la tenencia de las tierras. con menores impactos negativos en el medio ambiente y la sociedad. Por esta razón. Gliessman 1982. los patrones de flujo de energía y de nutrientes. han comenzado a considerar el predio agrícola como un tipo especial de ecosistema -un agroecosistema. por ejemplo. . por ejemplo. como es el caso de las ciudades. 4. era definitivamente más multiforme que muchos otros ecosistemas locales. sin embargo. Odum (1984) describe 4 características principales de los agroecosistemas: 1. 3. muchos tipos de sistemas agrícolas. Hay. pero no puede abarcar la diversidad y complejidad de muchos agroecosistemas que se desarrollaron en las sociedades no occidentales. y entre procesos biológicos y ambientales. Más aún. En sistemas de roza. El grado de control externo versus control interno puede reflejar intensidad de administración a lo largo del tiempo. Conklin (1956). animal y a combustible para aumentar la productividad de organismos específicos. los controles externos tienden a disminuir en los períodos posteriores de barbecho. externos y no internos ya que se ejercen por medio de retroalimentación del subsistema. que pueden ser humana.265 gradiente entre una serie de ecosistemas que han sufrido un mínimo de impacto humano. Los sistemas agrícolas son una interacción compleja entre procesos sociales externos e internos. describió agroecosistemas tradicionales en Filipinas que incluían más de 600 especies de plantas que eran cultivadas y manejadas. pero a menudo también incluyen una dimensión temporal. el que puede ser mucho más variable que el supuesto de Odum. Aunque esta agricultura no era tan diversa como la de algunos bosques tropicales. 2. tumba y quema. especialmente en los trópicos. El modelo de Odum se basa principalmente en la agricultura modernizada del tipo que se encuentra en los Estados Unidos. Los animales y plantas que dominan son seleccionados artificialmente y no por selección natural. especialmente en los trópicos húmedos. la falta de atención que el modelo pone en las determinantes sociales de la agricultura tiene como resultado un modelo con un poder explicativo limitado. Los agroecosistemas requieren fuentes auxiliares de energía. que no corresponden a esta definición. La diversidad puede ser muy reducida en comparación con la de otros ecosistemas. Son especialmente sospechosas la cuestión de diversidad y la naturaleza de la selección utilizada en agriculturas complejas donde un sinnúmero de plantas y animales semi-domesticados y silvestres figura n en el sistema de producción. El modelo de agroecosistema de Odum marca un punto de partida interesante para la comprensión de la agricultura desde una perspectiva de los sistemas ecológicos. en su mayoría. Estos pueden entenderse espacialmente a nivel de terreno agrícola. Los controles del sistema son. obligaciones de parentesco. la que tiende a atomizar problemas de investigación. No cabe duda que la investigación agrícola basada en este enfoque ha tenido éxito e incrementar el rendimiento en situaciones agroecológicamente favorables. más que como una disciplina específica. información sobre precios. Como mejor puede describirse la agroecología es como un enfoque que integra ideas y métodos de varios sub-campos. Factores tales como disponibilidad de mano de obra. como es el de los nutrientes del suelo o los brotes de plagas. Chambers 1983). pero dentro de un contexto más amplio que incluye variables ecológicas y sociales. Barlett 1984. En muchos casos. el tamaño de la familia y el acceso a otro t6ipo de sustento. son a menudo críticas para la comprensión de la lógica de un sistema de agricultura. El Desafío Agroecológico Los científicos agrícolas convencionales han estado preocupados principalmente con el efecto de las prácticas de uso de la tierra y de manejo de los animales o la vegetación en la productividad de un cultivo dado. acceso y condiciones de los créditos. La agroecología puede ser un desafío normativo a las maneras en que varias . Esta forma de enfocar sistemas agrícolas ha sido determinada en parte por un diálogo limitado entre diferentes disciplinas. En especial cuando se analizan las situaciones de los pequeños campesinos fuera de los Estados Unidos y Europa. es cada vez mayor el número de científicos que reconoce que este enfoque reduccionista limita las opciones agrícolas para las poblaciones rurales y en que el "enfoque objetivo" a menudo involucra consecuencias secundarias no intencionadas que frecuentemente han producido daños ecológicos y han tenido altos costos sociales. usando una perspectiva que enfatiza un problema objetivo. y por un enfoque de la agricultura orientado a lograr un producto. expuesto por la mayoría de los científicos agrícolas. las premisas sobre el propósito de un sistema agrícola difieren del enfoque que enfatiza la maximización del rendimiento y la producción. Sin embargo. Las estrategias agrícolas no sólo responden a presiones del medio ambiente. La investigación agroecológica se concentra en asuntos puntuales del área de la agricultura. por la estructura de la investigación científica. subsidios.266 Los sistemas agrícolas son artefactos humanos y las determinantes de la agricultura no terminan en los límites de los campos. el análisis de la simple maximización de las cosechas en sistemas de monocultivo se hace menos útil para la comprensión del comportamiento del campesino y de sus opciones agronómicas (Scott 1978 y 1986. riesgos percibidos. presiones bióticas y del proceso de cultivo. sino que también reflejan estrategias humanas de subsistencia y condiciones económicas (Ellen 1982). Más adelante. están recién emergiendo.analizó los principios de adaptación de cultivos y su distribución en relación a factores del hábitat. en la ecología (en particular en la explosión de investigaciones sobre los ecosistemas tropicales). pero la red entre la agronomía y las otras ciencias (incluyendo las ciencias sociales) necesarias para el trabajo agroeocológico. e hizo un intento para formalizar el cuerpo de relaciones implícitas en sistemas de cultivos. Chang (1968) prosiguió con la línea propuesta por Wilsie. el crédito de gran parte del desarrollo inicial de la agricultura ecológica en las ciencias formales le pertenece a Klages (1928). Papadakis (1938) recalcó que el manejo de cultivos debería basarse en la respuesta del cultivo al medio ambiente. su estudio en relación con la respuesta potencial de plantas de cultivo converge en una ciencia agroecológica que debería iluminar la relación entre las plantas cultivadas y su medio ambiente. Chang (1968) y Loucks (1977) representan un cambio de enfoque gradual hacia un enfoque ecosistémico de la agricultura. pero se centró en un grado aún mayor en los aspectos ecofisiológicos. Las obras de Azzi (1956). En particular fue Azzi (1956) quien acentuó que mientras la meteorología. para comprender la compleja relación existente entre una planta de cultivo y su medio ambiente. sin embargo. la ciencia del suelo y la entomología son disciplinas diferentes. Tiene sus raíces en las ciencias agrícolas. La agronomía y la ecología de cultivos están convergiendo cada vez más. Cada una de estas áreas de investigación tiene objetivos y metodologías muy diferentes. Klages (1942) expandió su definición e incluyó en ella factores históricos. La ecología agrícola fue aún más desarrollada en los años 60 por Tischler (1965) e integrada al curriculum de la agronomía en cursos orientados al desarrollo de una base ecológica a la adaptación ambiental de los cultivos. tecnológicos y socioeconómicos que determinaban qué cultivos podían producirse en una región dada y en qué cantidad. en el análisis de agroecosistemas indígenas y en los estudios sobre el desarrollo rural. quien sugirió que se tomaran en cuenta los factores fisiológicos y agronómicos que influían en la distribución y adaptación de especies específicas de cultivos. Wilsie (1962). Wilsie (1962). Influencias de pensamiento agroecológico Ciencias Agrícolas Como Altieri (1987) lo ha señalado. en el movimiento del medio ambiente. Tischler (1965).267 disciplinas enfocan los problemas agrícolas. . tomadas en un conjunto todas han sido influencias legítimas e importantes en el pensamiento agroecológico. Bartlett 1984. especialmente en el caso del desarrollo regional (Altieri y Anderson 1986. la retención de nutrientes y el rendimiento. Richards P. Browning y Frey (1969) han argumentado que los enfoques de manejo de plagas deberían hacer hincapié en el desarrollo de agroecosistemas que emularan la sucesión natural lo más posible. 1984 y 1986. A fines de la década del 70 y a comienzos de la del 80 un componente social cada vez mayor comenzó a aparecer en la literatura agrícola. debido a que estos sistemas más maduros son a menudo más estables que los sistemas consistentes en una estructura sencilla de monocultivos. Spedding (1975). Edens y Koenig (1981). Hecht 1985. La teoría y la práctica del control biológico de plagas se basa exclusivamente en principios ecológicos (Huffaker y Messenger 1976). Descripción Analítica. Se podría considerar que se utilizan principalmente cuatro enfoques metodológicos: 1. en gran parte como resultado del estudio sobre el desarrollo rural en los Estados Unidos (Buttel. Levins y Wilson 1979. han hecho contribuciones valiosas al desarrollo de una perspectiva ecológica para la protección de las plantas. Lowrance et al. Blaikie 1984). Los entomólogos en sus intentos de desarrollar sistemas de manejo integrado de plagas. Kurin 1983. Se están realizando muchos estudios que miden y describen cuidadosamente los sistemas agrícolas y miden propiedades específicas tales como la diversidad de plantas. Gliessman et al. Cox y Atkins (1979). Risch 1981 y Risch et al. (1981). 1983). Netting (1974) van Dyne (1969). 1980). (1984) y Bayliss-Smith (1982). Price y Waldbauer 1975. incluyendo obras tales como las de Dalton (1975). Richards P. Hart (1979). (1984). Enfoque Metodológico Una gran cantidad de métodos de análisis agroecológico se están desarrollando en la actualidad en todo el mundo. Altieri y Letourneau (1982). Conway (1985). Vandermeer (1981). Brush 1977.268 Desde comienzos de los años 70. o sistemas agrícolas más complejos (Southwood y Way 1970. la acumulación de biomasa. . ha habido una expansión enorme en la literatura agronómica con un enfoque agroecológico. El manejo ecológico de plagas se centra en primer lugar en enfoques que contrastan la estructura y el funcionamiento de los sistemas agrícolas con aquellas de sistemas naturales relativamente no perturbados. La contextualización social unida al análisis agronómico ha generado evaluaciones complejas de la agricultura. Edens y Haynes (1982). Denevent et al. el Centro Internacional de Agroforestería (ICRAF) ha estado desarrollando una base internacional de datos de los diferentes tipos de sistemas de agroforestería y los está correlacionando con una variedad de parámetros medio ambientales para desarrollar modelos regionales de cultivos mixtos (Nair 1984. Estos se construyen a menudo con modelos teóricos específicos en mente. El análisis Comparativo. Africa y Asia (Uhl y Murphy 1981. de los componentes que habitualmente se encuentran ensamblados y en qué contexto ambiental.269 Por ejemplo. Para establecer la dinámica y para reducir el número de variables. Dichos proyectos usan metodologías científicas de tipo estándar para iluminar la dinámica de sistemas locales de cultivos mixtos específicos. de la dinámica de las plagas o del estatus de los nutrientes en cuanto están relacionados con factores tales como la diversidad de los campos de cultivo. Este es el primer paso necesario. Marten 1986. La investigación comparativa generalmente involucra la comparación de un monocultivo u otro sistema de cultivo con un agroecosistema tradicional de mayor complejidad. Ellos están desarrollando sistemas de cultivos que emulan las secuencias sucesionales por medio del uso . Este tipo de información es valiosa para ampliar nuestra comprensión de los tipos de sistemas existentes. Huxley 1983). Un ecosistema natural puede ser ilimitado. comparándolos con los monocultivos. Sistemas Agrícolas Normativos. la población de insectos y los patrones de reciclaje de nutrientes. Los estudios representativos de este tipo de pensamiento son numerosos e incluyen a Ewel 1986. Varios estudios de este tipo se han llevado a cabo en América Latina. el rendimiento de un cultivo mixto de maíz. Por ejemplo. Alcorn 1984. 1984 y Posey 1985. muchos investigadores desarrollan una versión simplificada del sistema nativo en el cual las variables pueden ser controladas más de cerca. la frecuencia de las malezas. Este enfoque está siendo evaluado en forma experimental por varios investigadores en Costa rica. Comparación Experimental. Estos datos a menudo son útiles pero la heterogeneidad de los sistemas locales puede oscurecer la comprensión de cómo éstos funcionan. Los estudios comparativos de este tipo involucran un análisis de la productividad de cultivos específicos. Marten 1986 y Woodmansee 1984). poroto y calabaza puede ser comparado al del cultivo simple de cada una de estas especies. o un sistema agrícola nativo podría ser reconstituido con mucho esfuerzo. 270 de cultivos que son botánica y morfológicamente semejante a las plantas que naturalmente ocurren en varias etapas sucesionales (Hart 1979, Ewel 1986). Aún cuando la agronomía ha sido sin lugar a dudas la disciplina materna de la agroecología, ésta recibió una fuerte influencia del surgimiento del ambientalismo y de la expansión de los estudios ecológicos. El estudio del medio ambiente fue necesario para proporcionar el marco filosófico en el cual el valor de las tecnologías alternativas y el proyecto normativo de la agroecología pudieran apoyarse. Los estudios ecológicos fueron críticos en la expansión de los paradigmas por medio de los cuales cuestiones agrícolas pudieran desarrollarse, y de las destrezas técnicas para analizarlos. Ambientalismo Importancia de este movimiento. El movimiento ambiental de los años 60 - 70 ha hecho una gran contribución intelectual a la agroecología. Debido a que los asuntos del ambientalismo coincidían con la agroecología, ellos infundieron al discurso agroecológico una actitud crítica de la agronomía orientada hacia la producción, e hicieron crecer la sensibilidad hacia un gran número de asuntos relacionados con los recursos. La versión de los años 60 del movimiento ambiental se originó como consecuencia de una preocupación con los problemas de contaminación. Estos eran analizados en función tanto de los fracasos tecnológicos como de las presiones de la población. La perspectiva Maltusiana ganó una fuerza especial a mediados de la década del 60 por medio de obras tales como "La Bomba Poblacional" de Paul Ehrlich (1966) y "La Tragedia de los Comunes" de Garret Hardin (1968). Estos autores dieron como principal causa de la degradación ambiental y del agotamiento de recursos al crecimiento de la población. Este punto de vista fue técnicamente ampliado por la publicación de "Los Límites del Crecimiento" del Club de Roma, el que utilizó simulaciones computarizadas de las tendencias globales dela población, del uso de recursos y la contaminación, para generar argumentos para el futuro, los que generalmente eran desastrosos. Esta posición ha sido criticada desde epistemológicas (Simon y Kahn 1985). perspectivas metodológicas y Mientras que "Los Límites del Crecimiento" desarrolló un modelo generalizado de la "crisis ambiental", dos volúmenes seminales posteriores contenían una relación especial al pensamiento agroecológico, porque en ellos se perfilaban visiones de 271 una sociedad alternativa. Estos fueron "Ante-proyecto de la Supervivencia" (El ecologista, 1972) y "Lo Pequeño es Hermoso" (Schumacher, 1973). Estos trabajos incorporaban ideas sobre la organización social, la estructura económica y valores culturales y las convertían en una visión exhaustiva más o menos utópica. "Ante-proyecto de la Supervivencia" argumentaba a favor de la descentralización de empresas de pequeña envergadura y acentuaba las actividades humanas que involucrarían un mínimo de disrupción ecológica y un máximo de conservación de energía y materiales. El santo y seña era autosuficiencia y sustentabilidad. El libro de Schumacher acentuaba una evaluación radical de la racionalidad económica ("Economía Budista"), un modelo descentralizado de la sociedad humana ("dos millones de aldeas") y una tecnología apropiada. El significado especial de "Lo Pequeño es Hermoso" era que estas ideas se ampliaron para alcanzar el Tercer Mundo. Problemas Agrícolas. Los asuntos ambientales en su relación con la agricultura fueron claramente señalados por Carson en su libro "Primavera Silenciosa" (1964), el que planteaba interrogantes sobre los impactos secundarios de las substancias tóxicas, especialmente de los insecticidas, en el ambiente. Parte de la respuesta a estos problemas fue el desarrollo de enfoques de manejo de plagas para la protección de los cultivos, basados enteramente en su teoría y práctica en los principios ecológicos (Huffaker y Messenger 1976). El impacto tóxico de los productos agro-químicos era sólo una de las interrogantes ambientales, debido a que el uso excesivo de los recursos energéticos también se estaba convirtiendo en un asunto cada vez más importante. Era necesario evaluar los costos energéticos de sistemas de producción específicos: especialmente a comienzos de la década del 70 cuando los precios del petróleo se fueron a las nubes. El clásico de Pimentel y Pimentel (1979) demostró que en la agricultura americana cada kilo-caloría derivado del maíz se "obtenía" a un enorme costo energético de energía externa. Los sistemas de producción norteamericanos fueron por lo tanto comparados con otros varios tipos de agricultura, los que eran de menor producción por área de unidad (en términos de kilo-calorías por cada hectárea) pero mucho más eficientes en términos de rendimiento por unidad de energía invertida. El alto rendimiento de la agricultura moderna se obtiene a costa de numerosos gastos, los que incluyen insumos no renovables tales como el combustible de fósiles. En el Tercer Mundo esta energía a menudo es importante, y cargada a la balanza 272 internacional de pagos, empeorando la situación de endeudamiento de muchos países en desarrollo. Más aún, debido a que la mayor parte de la energía no se utiliza para el cultivo de alimentos, la ganancia en la producción no se traduce necesariamente en un mejor abastecimiento de alimentos (Crouch y de Janvry 1980, Graham 1984 y Dewey 1981). Finalmente, las consecuencias sociales de este modelo tienen impactos complejos y a menudo extremadamente negativos en la población local, en especial en aquellos que tienen un acceso limitado a tierras y a créditos. Estos problemas se discuten en detalle más adelante en este capítulo. Los problemas de la toxicidad y recursos de la agricultura ensamblaron con los problemas mayores de la transferencia tecnológica en contextos del Tercer Mundo. "La Tecnología Descuidada" (editada por Milton y Farvar en 1968) fue una de las primeras publicaciones que intentó, en gran medida, documentar los efectos de proyectos de desarrollo y transferencia de tecnologías de zonas templadas, sobre las ecologías y las sociedades de los países en desarrollo. Cada vez en mayor número, investigadores de diferentes áreas comenzaron a hacer comentarios sobre la pobre "adecuación" entre los enfoques que se dan al uso de la tierra en el Primer Mundo y la realidad del Tercer Mundo. El artículo de Janzen (1973), sobre agroecosistemas tropicales, fue la primera evaluación ampliamente difundida de por qué los sistemas agrícolas tropicales podrían comportarse de una forma diferentes a los de las zonas templadas. Este trabajo y el de Levins (1973) plantearon un desafío a los investigadores agrícolas, que los llevó a repensar la ecología de la agricultura tropical. Al mismo tiempo, el problema filosófico más amplio planteado por el movimiento ambiental tuvo resonancia en la re-evaluación de las metas del desarrollo agrícola en los Estados Unidos y en el Tercer Mundo, y en las bases tecnológicas sobre las que serían llevadas a cabo. En el mundo desarrollado estas ideas sólo tuvieron un impacto moderado en la estructura de la agricultura, porque la confiabilidad y disponibilidad de productos agroquímicos y energéticos aplicados a la agricultura tenía como resultado transformaciones pequeñas en el patrón de uso de recursos en la agricultura. En situaciones en las que tanto los campesinos como la nación estaban presionando por los recursos, donde prevalecían estructuras distributivas regresivas y donde el enfoque de las zonas templadas no era apropiado a las 273 condiciones ambientales locales, el enfoque agroecológico parecía de especial relevancia. La integración de la agronomía y el ambientalismo ensambló con la agroecología, pero los fundamentos intelectuales para una asociación académica de este tipo eran aún relativamente débiles. Era necesario un enfoque teórico y técnico más claro, especialmente en relación con los sistemas tropicales. El desarrollo de la teoría ecológica tendría una relevancia especial en el desarrollo del pensamiento agroecológico. Ecología Por varias razones los ecológos han tenido una importancia singular en la evolución del pensamiento agroecológico. En primer lugar, el marco conceptual de la agroecología y su lenguaje son esencialmente ecológicos. En segundo lugar, los sistemas agrícolas son en sí mismos interesantes sujetos de investigación, en los cuales los investigadores tienen mucho mayor habilidad para controlar, probar y manipular los componentes del sistema, en comparación con los ecosistemas rurales. Estos pueden proporcionar condiciones de pruebas para un patrón amplio de hipótesis ecológicas, y de hecho ya han contribuido substancialmente al cuerpo de conocimiento ecológico (Levins 1973, Risch et al. 1983, Altieri 1987, Uhl et al. 1987). En tercer lugar, la explosión de investigaciones sobre los sistemas tropicales ha dirigido la atención al impacto ecológico de la expansión de sistemas de monocultivos en zonas que se caracterizan por su diversidad y extraordinaria complejidad (Janzen 1973, Uhl 1983, Uhl y Jordan 1984, Hecht 1985). En cuarto lugar, varios ecólogos han comenzado a dirigir su atención a las dinámicas ecológicas de los sistemas agrícolas tradicionales (Gliessmann 1982, Altieri y Farrell 1984, Anderson et al. 1987, Marten 1986, Richards 1984 y 1986). Tres áreas de interés académico han sido especialmente críticas en el desarrollo de los análisis agroecológicos: el ciclaje de nutrientes, las interacciones de plagas/plantas y la sucesión ecológica. A modo de ilustración esta sección se concentrará en el ciclaje de nutrientes. A comienzos de los años 60 el análisis del ciclaje de nutrientes en los sistemas tropicales se convirtió en un tópico de interés y fue considerado como un proceso vital del ecosistema. 274 Varios estudios, tales como el estudio de Puerto Rico de Odum (1976), la investigación de Nye y Greenland en 1961 y más adelante la serie de artículos y monografías que derivaron de trabajos realizados en San Carlos, Venezuela, Catci, Costa Rica y otros lugares en Asia y Africa han sido la simiente que clarifica los mecanismos de los ciclajes de nutrientes, tanto en bosques nativos como en áreas que han sido cultivadas (Jordan 1985, Uhl y Jordan 1984, Buschbacker et al. 1987, Uhl et al. 1987). Los hallazgos ecológicos de esta investigación sobre el ciclaje de nutrientes y que tuvieron un mayor impacto en el análisis de la agricultura fueron: • La relación entre la diversidad y las estrategias inter -especies para captar nutrientes. • La importancia de los rasgos estructurales para aumentar la captación de nutrientes tanto abajo como encima del suelo. • La dinámica de los mecanismos fisiológicos en la retención de nutrientes. • La importancia de relaciones asociativas de plantas con micro -organismos tales como micorrizas y fijadores simbióticos de nitrógeno. • La importancia de la biomasa como el lugar de almacenaje de los nutrientes. Estos hallazgos sugerían que los modelos ecológicos de la agricultura tropical incluirían una diversidad de especies (o al menos de cultivos) para aprovechar la variedad de absorción de nutrientes, tanto en términos de diferentes nutrientes como en la absorción de nutrientes de los diferentes niveles de profundidad del suelo. La información producida por los estudios ecológicos sobre el ciclaje de nutrientes también sugería el uso de plantas tales como las leguminosas que con facilidad forman asociaciones simbióticas, y el uso más extendido de plantas perennes en el sistema de producción, como un medio para bombear nutrientes de las diferentes capas del suelo y aumentar así la capacidad total de reciclaje y almacenamiento de nutrientes en el ecosistema. No es sorprendente hallar que muchos de estos principios ya estaban siendo aplicados en numerosos sistemas agrícolas desarrollados por poblaciones locales en los trópicos. La mayor parte de la literatura ecológica, la comparación entre ecosistemas naturales y agroecosistemas se han basado en agroecosistemas desarrollados por 275 ecologistas posteriormente a cierta observación de un ecosistema local más bien que después de observar sistemas locales verdaderamente desarrollados. Más aún, la investigación se centró en parámetros tales como la diversidad de semillas, acumulación de biomasa y almacenaje de nutrientes en sucesión. Esta investigación nos ha proporcionado cierta comprensión de algunas dinámicas de los sistemas agrícolas considerados como entidades biológicas, pero hasta qué punto el manejo (con excepción del llevado a cabo por algunos alumnos relativamente inexpertos) influye en estos procesos sigue siendo un área casi enteramente inexplorada (un caso excepcionalmente sobresaliente en este aspecto es el Uhl et al. 1987). Las limitaciones del enfoque puramente ecológico están siendo cada vez más superadas a medida que los investigadores comienzan a analizar los sistemas campesinos y nativos en equipos multi-disciplinarios y desde un perspectiva más holística (Anderson y Anderson 1983, Hecht et al. 1987, Anderson et al. 1987, Marten 1986, Denevan et al. 1984). Estos esfuerzos tienen como intención el colocar a la agricultura en un contexto social: utilizan modelos nativos locales y explicaciones nativas del por qué se realizan ciertas actividades para el desarrollo de hipótesis que más adelante pueden ser probadas por medio de modelos agronómicos y científicos. Esta es un área de investigación floreciente con implicancias tanto teóricas como aplicadas de mucha importancia, y una gran inspiración para la teoría y práctica de la agroecología. Sistemas nativos de producción Otra influencia mayor en el pensamiento agroecológico es aquella que procede de los esfuerzos de investigación de los antropólogos y los geógrafos dedicados a describir y analizar las prácticas agrícolas y la lógica de los pueblos nativos y campesinos. Típicamente, estos estudios se han preocupado del uso de recursos y del manejo de toda la base de subsistencia, no solamente del predio agrícola, y se han concentrado en cómo los pueblos locales explican esta base de subsistencia, y en cómo los cambios sociales y económicos afectan los sistemas de producción. El análisis científico del conocimiento local han sido un fuerza importante para reevaluar los supuestos de los modelos coloniales y agrícolas de desarrollo. La obra pionera en este campo fue la de Audrey Richards (1939) sobre las prácticas de roza, tumba y quema (sistema citamene) en el Africa Bemba. Hecht y Posey 1987. basado en dados etnográficos y agronómicos sobre los Hnunoo de las Filipinas. Posey 1984. han estudiado los sistemas nativos de producción y sus categorías de conocimiento sobre las condiciones ambientales y prácticas agrícolas. la eficiencia de producción por unidad de labor invertida. en el marco total de la producción itinerante. Investigadores tales como Richards. Sin embargo. Otro resultado importante de gran parte del trabajo sobre los sistemas nativos de producción es la idea que se necesitan diferentes nociones de eficiencia y racionabilidad para comprender los sistemas nativos de campesinos. Otra importante contribución al estudio de sistemas de cultivo nativos fue el trabajo de Conklin (1956). la rotación de cultivos y sistemas de agroforestería. él hacía hincapié en que el acceso a esta información requería habilidades tanto etnoFigura s como científicas. . que acentúa los resultados de las tecnologías agrícolas y de las explicaciones ecológicas de los pueblos nativos. Por ejemplo. tumba y quema. Este estudio. P. Fue de especial importancia el énfasis que Conklin puso en el conocimiento ecológico nativo y la importancia que le asignó a explotar esta rica fuente de comprensión etnocientífica. Todos estos autores han hecho hincapié en que la organización social y las relaciones sociales de la producción deberían considerarse tan de cerca como el medio ambiente y los cultivos. Este acento en la dimensión social de la producción es una base importante para la comprensión de la lógica de producción de sistemas agrícolas. contrasta diametralmente con aquella percepción despreciativa de la agricultura nativa que considera las prácticas locales como desordenadas y de inferior calidad. 1984.276 El sistema citamene involucra el uso de desechos de árboles como compost en las prácticas agrícolas de los terrenos montañosos en Africa Central. Denevan et al. el que sentó las bases para la re-evaluación de la agricultura itinerante. e incorpora mucha intuición ecológica. Browkenshaw et al. entre muchos otros. 1984. Watts 1983. Bremen y de Wit 1983. 1979 y Conklin 1956. Este trabajo señala la complejidad ecológica y diversidad de los patrones de agricultura itinerante y la importancia de los policultivos. más bien que una simple relación de rendimiento por áreas es básica para la lógica de producción de muchos cultivadores del Tercer Mundo. Este cuerpo de investigación se centra en el punto de vista nativo de los sistemas de producción y los analiza con los métodos científicos occidentales. Es uno de los estudios más tempranos y más ampliamente conocidos sobre la estructura y complejidad del cultivo de roza. y también incluye numerosas plantas con un potencial de uso más amplio en ambientes difíciles. La disponibilidad de trabajo. puede también influir en los tipos de sistemas agrícolas favorecidos. El análisis etno-agrícola ha contribuido mucho a la expansión de las herramientas conceptuales y prácticas de la agroecología. en especial en épocas importantes como es la de las cosechas. Aún más. El estudio de sistemas agrícolas nativos ha proporcionado gran parte de la materia prima para el desarrollo de hipótesis y sistemas de producción alternativos para la agroecología. y cada vez más en el rol de la mujer en la agricultura y el manejo de recursos (Deere 1982. generalmente referidos a modelos occidentales de expansión) no capturan fácilmente.277 Las prácticas que se centran en evitar riesgos. Finalmente. Más aún. 1987. Moock 1986). Anderson et al. también ponía más atención en las estrategias de los campesinos de diferentes estratos sociales. puede que no sean tan rendidoras a corto plazo. esta investigación ha explayado el concepto de lo que puede con provecho ser llamado agricultura. al basarse en los métodos de la ciencia occidental. Este enfoque. con el acento en los factores humanos de los sistemas agrícolas. Cada vez es más amplio el estudio de la agricultura nativa realizado por equipos multi-disciplinarios para documentar las prácticas y se han desarrollado categorías de clasificación para analizar los procesos biológicos dentro de los sistemas agrícolas y para evaluar aspectos de las fuerzas sociales que influyen en la . Alcorn 1984). El enfoque (marco étnico) basado en la explicación de una cultura dada ha sugerido relaciones que los marcos "étnicos" (es decir marcos externos. la agricultura desarrollada localmente incorpora numerosos cultivos cuyo germoplasma es esencial para el "desarrollo" de programas de mejoramiento genético como el de la yuca y porotos. dicho trabajo valora los logros científicos de cientos de años de cultivo de plantas y trabajo agronómico llevado a cabo por las poblaciones locales. debido a que muchos grupos están involucrados en la manipulación de ecosistemas forestales a través del manejo de la sucesión y la reforestación actual (Posey 1985. pero pueden ser preferibles a opciones de uso de tierras altamente productivas pero que tienen mayores riesgos. Este tipo de investigación ha influido en el desarrollo de los argumentos contrarios a aquellos que atribuían el fracaso de la transferencia de tecnología agrícola a ignorancia e indolencia. Esta investigación también tuvo como resultado el primer análisis verdaderamente interdisciplinario de cuestiones de tenencia de tierras y del cambio tecnológico en la agricultura desde un punto de vista ecológico. Este diagnóstico implicó varias estrategias que se centraban en áreas agrícolas en las que rápidamente podrían llevarse a cabo aumentos de producción. nacionales y globales. las implicancias de los cambios de relaciones sociales y la transformación en las estructuras de tenencia de tierras y de acceso a los recursos económicos. La extraordinaria aceleración del proceso de estratificación social del campesino que se asocia a la Revolución Verde indicaba inmediatamente que ésta no era una tecnología neutra en sus objetivos y resultados. todo esto realizado por un amplio espectro de analistas. los más beneficiados por dichas tecnologías fueron los consumidores urbanos. a medida que las áreas rurales se integran a economías regionales. Como lo hizo notar Perelman en 1977. Existen varios temas de investigación sobre el desarrollo. social y económico. Todos estos procesos están íntimamente ligados. Cómo ellos afectan los agroecosistemas regionales es el resultado de complejos procesos históricos y políticos. que han sido de especial importancia para la agroecología. suelos de mejor . los efectos de la expansión de mercados. Los estudios sobre el desarrollo rural han documentado la relación que existe entre los factores socioeconómicos y la estructura y organización social de la agricultura. El estudio de sistemas nativos ha sido seminal en el desarrollo del pensamiento agroecológico. La investigación de la Revolución Verde fue importante para la evolución del pensamiento agroecológico porque los estudios sobre el impacto de esta tecnología fueron un instrumento que arrojó luz sobre los tipos de prejuicios que predominaban en el pensamiento agrícola y de desarrollo. El análisis rural ha ayudado a clasificar la lógica de las estrategias locales de producción en comunidades que están sufriendo grandes transformaciones. incluyendo el impacto de las tecnologías inducidas desde afuera. La estrategia de la Revolución Verde se desarrolló cuando los problemas de la pobreza y el hambre eran considerados principalmente como problemas de producción.278 agricultura. sino más bien que podría transformar dramáticamente la base de la vida rural de un gran número de personas. el cambio de cultivos. Estudios del desarrollo El estudio del desarrollo rural del Tercer Mundo también ha sido una gran contribución a la evolución del pensamiento agroecológico. el arriendo de mano de obra y el acceso a medios de riego y tierras de pastoreo. ingresos y flujos de producción muy limitados. Los enfoques que hacen hincapié en paquetes de tecnologías generalmente requieren de recursos a los cuales la mayoría de los campesinos del mundo no tienen acceso (Tabla 2). la contaminación generada por el uso de pesticidas y herbicidas a menudo minó una importante fuente local de proteínas: el pescado. Este tipo de enfoque y de análisis ha sido el prototipo de varios estudios posteriores sobre la agroecología. tecnológicas y sociales.279 calidad y tierras de riego entre granjeros con bienes materiales y de capital substanciales. tales como los cultivos de mediería. En segundo lugar. Watts 1983). Fue la primera evaluación ampliamente difundida que incorporó críticas ecológicas. En primer lugar. aunque sí puede reducir los costos de alimentos para los sectores urbanos (Sen 1981. centró sus beneficios en los grupos que eran ricos en recursos. Es hoy ampliamente reconocido que las tecnologías de la Revolución Verde pueden ser aplicadas en áreas limitadas y ha habido peticiones de varios analistas del desarrollo rural en el sentido de re-dirigir la investigación agrícola en la dirección de campesinos de bajos recursos. . Pearce 1980). por lo tanto. aumentó la dependencia del predio agrícola. y el progenitor de la investigación sobre sistemas de labranza. acelerando así la diferencia entre ellos y los otros habitantes rurales. En el caso de arrozales inundados o regados. contribuyó al primer análisis holístico de las estrategias de desarrollo agrícola/rurales. Las consecuencias de la Revolución Verde en las áreas rurales fueron tales que sirvieron para marginalizar a gran parte de la población rural. Tuvo éxito en términos de elevar la producción: en el fondo era parte de una política de apostar conscientemente al más fuerte (Chambers y Ghildyal 1985. Es ahora generalmente reconocido que solamente el aumento agregado de la producción de alimentos no soluciona el problema del hambre y la pobreza rural. por lo que la desigualdad rural a menudo aumentó. Esto redujo la diversidad de estrategias de subsistencia disponibles a las familias rurales y. En el mundo existen por lo menos un billón de campesinos de recursos. quienes trabajan en un contexto agrícola de extrema marginalidad. El estrechamiento de la base genética de la agricultura aumentó los riesgos porque los cultivos se hicieron más vulnerables a plagas y enfermedades y a los caprichos del clima. socavó muchas formas de acceso a la tierra y a los recursos. El análisis de la Revolución Verde hecho desde el punto de vista de diferentes disciplinas. Este enfoque requiere una participación mucho mayor de parte del campesino en el diseño y la implementación de programas de desarrollo rural (Chambers 1984. tales como la falta de créditos que limitaban la posibilidad de los campesinos de adoptar estas tecnologías. Ellos han argumentado que la decisión del campesino de adoptar o no una tecnología es la verdadera prueba de su calidad. En este caso también. Midgley 1986). exacerbando muchas situaciones políticas difíciles o las tecnologías sólo eran parcialmente adoptadas y en muchos casos no adoptadas del todo (Scott 1978 y 1986). suelos y agronomía. En el primer caso se considera que la falla está en el campesino. ha ocasionado grandes dificultades en muchos proyectos. A menudo a este enfoque se le ha llamado "el campesino primero y último" o "el campesino vuele al campesino" o "la revolución agrícola nativa". Varios investigadores de terreno y practicantes del desarrollo se han sentido frustrados por estas explicaciones y un número cada vez mayor han señalado que las tecnologías en si requieren de una reevaluación sustancial. Otro set de explicaciones se centró en las exigencias a nivel de granja. . Varias eran las explicaciones para la baja transferencia de tecnologías. Gow y Van Sant 1983. 1984. Richards P. la agroecología ha sido identificada como una valiosa herramienta analítica asimismo como un enfoque normativo para la investigación. los que pueden servir como puntos de partida para la investigación. incluyendo la idea que los campesinos eran ignorantes y que era necesario enseñarles a cultivar. Nunca se criticó a la tecnología misma. El enfoque de transferencia de tecnologías tendía a acelerar las diferencias.280 Muchos analistas del desarrollo rural reconocen hoy las limitaciones para la agricultura de los enfoques tipo Revolución Verde que enfatizan agricultura a gran escala. botánica. Mientras los resultados de las estaciones experimentales de investigación se veían extremadamente promisorios. Según dicen Rhoades y Booth (1982) "la filosofía básica en la que se apoya este modelo es que la investigación y el desarrollo agrícola deben comenzar y terminar en el campesino. pero estos modelos agrícolas han dominado de una forma sorprendente los proyectos de desarrollo agrícola del Tercer Mundo. La investigación agrícola aplicada no puede comenzar aisladamente en un centro de experimentación o con un comité de planificación que está lejos del contacto con la realidad campesina. en el segundo se culpa a problemas de infraestructura de diferentes tipos. Una consecuencia de esta posición ha sido reconocer el gran conocimiento que el campesino tiene de la entomología. el bajo grado de adopción por campesinos y de reproducción exacta de los modelos en los campos. En la práctica esto significa obtener información acerca del campesino y comprensión de la percepción que el campesino tiene del problema y la aceptación de la evaluación que el campesino hace de la solución propuesta". maleza plana o terrazas profundos. en rara. grande. la agroecología indudablemente ha ampliado el discurso agrícola. mano de obra control cultural . solucionable irrelevantes Campesinos ricos en recursos plana o terrazas profundos. y hasta el momento ha planteado más problemas que soluciones.mente irregular no adyacente adyacente controladas con agroquímicos. Tabla El contraste en condiciones físicas y socioeconómicas de campesinos ricos en recursos versus aquellos pobres en recursos (Modificada de Chambers y Ghildyal 1985) Estaciones experimentales Topografía Suelos Deficiencas de nutrientes Riesgos (fuego. La diversidad de preocupaciones y de cuerpos de pensamientos que han influido en el desarrollo de la agroecología son verdaderamente amplios. etc. Sin embargo. esta es la extensión de los asuntos que inciden en la agricultura. no fértiles serias dificultades bastante común comunes generalmente frecuentemente. adyacente mediana. pocas dificultades ocasional pocos y controlables Campesinos pobres en recursos ondulada o laderas delgados. mano de obra controladas con agroquímicos. des. Aunque es una disciplina en pañales. plagas. poco disponible. Es por esta razón que ahora vemos agroecólogos con un entrenamiento mucho más rico que el encontrado corrientemente entre los alumnos de ciencias agrarias centrados en una disciplina.lizamientos. de fácil completo control confiable control grande o pequeña.281 La agroecología encaja bien con los asuntos tecnológicos que requieren prácticas agrícolas más sensibles al medio ambiente y a menudo encuentra congruencias del desarrollo tanto ambiental como participativo con perspectivas filosóficas. como asimismo muchos más equipos multidisciplinarios trabajando en estos asuntos en el campo.) Irrigación Tamaño de la Unidad Enfermedades. pocas dificultades rara. 1:30-38.A. confiable bajo.A. Westview Press Boulder. 1984.K. with special emphasis on agroforestry. Unv. Amer. J. Vegetation management and biological control in agroecosystems.G. semillas mejoradas Semillas ilimitado confiable alto. Huastec Mayan Ethnobotany. 1987. • Altieri.A. Austin. Traditional Farming systems of south central Chile.B. Syst. escasez en temporadas críticas Trabajo sin dificultad de obtener mano de obra contratada Precios irrelevantes bajos Altos Prioridad para la producción de alimentos irrelevante baja alta BIBLIOGRAFIA • Alcorn. 2:3-18. Alter. Agroecology: The scientific basis of alternativo agriculture. Anderson. J. . no confiable alta calidad alta calidad semillas propias Créditos ilimitados buen acceso poco acceso con escasez temporal familia. M. Letourneau 1982. Agrofor. M. Crop Prot. Texas Press. • Altieri. and M. M.K. Farrel 1984. 1:405-430. and D.A. An ecological basis for the development of alternative agricultural system for small farmers in the Third World.282 Acceso a fertilizantes. • Altieri M. • Altieri. and J. Agric. 1986. and S. Mountain.P.. Climate and Agriculture. New York: Methuen. MAB Publ. London: Longman. • Buttel. 1983. Rev. Agricultural Ecology. H. Gely. • Buschbacker. 1977. Chicago: Aldine Pub.A.355-382.283 • Anderson. D. Washington. Penn. II. Indigenous Knoeledge Systems in Development. 1956.P. Strudwick. Sobel and M. J. 1984. C. Rural Development: Putting the Last First.H. Hananoo Agriculture. E. Warren and O. Rome: FAO . R. Ghildyal. Abandoned pastures in Amazonia. Nutrient stocks. London-Constable. 1985. J. 1982. S. Agricultural Choice and Change. environment and social change: some emergent issues. Phytopathol. • Chang. • Chambers. 1987. 1983 Rangeland productivity and exploitation in the Sahel. Acta Amazónica (in press). D. The Political Economy of Soil Erosion. J.. 1969. 1980. Pp. Field and Family. 7. 1987. People and the Palm Forest. Co . • Anderson. and B. Newby. Press. K. • Bartlett. Ecol. LondonCambridge Univ. (in press).T. 1964. 1984. Annu. Wener. A. Uhl. P. Agriculture. The Ecology of Agricultural Systems. eds. Agricultural Admi. U. Frey. • Conklin.. Philadelphia: Univ. R.C. H. Multiline curltivars as a means of disease control.S. 20:1-30. Buttel and H. • Bayliss-Smith. de Witt. In: The Rural Sociology of the Advanced Societies. • Brush. New Yersey: Allenheld. and K. New York: Academic Press. R. 1956. • Azzi. A. Serrao. Un sistema agroforestal na varzea do Estuario Amazónico. Agricultural Research for resource -poor farmers: the farmer first and last. New York: Fawcett. A. Pinto. J. Anderson. The Silent Spring. Washington: Univ.H. In: Soil and Vegetation. 1983. • Browning. G.H. G. F. • Blaikie. Science 221 (4618): 1341-1348. Osmun and Co. 453-488. • Bremen. • Brokenshaw. and C. R.J. • Chambers. 1979. F. Press of America. • Carson. T. 1968. 1975. • Cox. The class bias of agricultural growth. de Janvry. and M. W. London: Applied Sciences. Agri. • Ewell J. • Geertz. Press. 30:795-811.J. Ann. 1962. 1972. G. Nutritional consequences of the transformation from subsistence to commercial agriculture. Food Policy 3-13.H.D. C.B. Folk Classification.E. • Crouch. Yale Univ. Atkins. The Night Beetles: Withcraft and Agrarian Cults in the Sixteenth and Seventeenth Centuries. L. Anth. Adm. and A.Haynes. Press.E.20:1 -30. 1983. Subsistence and System. C. 1984.D. Economic Development and Cultural Change. Rev. and H. 1980. London: Routledge and Kegan Paul. T. • Deere.R. Agroecosystem management in a resource limited world. Ballantine. • Ellen. 1986. Phytopathol.W. And Systematics 17:245-271. R. G. Designing agricultural ecosystems for the humid tropics. • Edens. Tracy. Study of Agricultural Systems.C. management options and design alternatives. Alcorn. Ann. Closed System agriculture: resource contraints.L. 1985. New Have. a Topically Arranged Bibliography. Rev. Environment. and J. Ecol. H. Koenig. 20:363-395. Interciencia 96:346357. • Dewey. J. The Population Bom. New York: Cambridge Univ. • Ehrlich. C. Ecol. P. Freeman and Sons. 9(2): 151-187. K. G. New York. 1981. Agricultural Involution. 1979. 1981. Hum. 1982. • Denevan. BioScience 30:697-710. Agricultural Ecology. • Dalton.C. • Conway. San Francisco: W. Dep. 1982. 1966. • Edens.284 • Conklin.C. Agroecosystem analysis. 1982. Berkele y: Univ. . • Ginzburg. T. Women and the sexual division of labor in Peru. and D.. Calif. Indigenous agroforestry in the Peruvian Amazon: Examples of Bora Indian swidden fallows. • Gow. An. 1985. 1968. 11(5):427-446. development and politics: capital accumulation and the livestock sector in eastern Amazonia. World Development 13(6):663-684. Nairobi: ICRAF. shifting cultivation and rural development. and P. May. Human Organiz.M. J.285 • Gliessman.R. E.B. • Hart. • Hardin.H. And J. 1987..H. Nutrient cycling in two traditional central American agroforestry systems. P. S.man. 10:336-353. Tropical agroecosystems. 1987. The agroecosystem: an integrative focus for the study of agriculture (un publ.. New York: John Wiley and Sons. The tragedy of the commons. S. .R. • Hecht. • Hecht.A. N. Preliminary analysis of Kayapo soil management. 1987. 1928. Science 162:1243-1248. 1973. (in press). Beyond the rethoric of participation. Crop ecology and ecological crop geography in the agronomic curriculum. Successional processes. 1986. K. S. D. Science 182:1212 -1219. Posey. D.B. New York: Academic Press. Human Ecol. In: Indigenous Land Management Among Native Amazonians.).W. Van Sant. (in press). Agro-ecosystems 7:173-185. World Development. • Klages. Beer.B.B. Plant Research and Agroforestry. A. • Jordan. The ecological basis for the application of traditional agricultural technology in the management of tropical agro-ecosystems. 1984. 1979. Agron. C. 1976.Messenger. Nutrient Cycling in Tropical Forests. Undermining Rural Development with Cheap Credit. 1982. • Janzen.R. and D. • Gliessman. Environment. Agrofor. García and A. The subsidy from nature: palms.D. Agroecosistemas: conceptos básicos. • Hecht. S. R. G. S. Theory and Practice of Biological control. D. Anderson and P. Boulder: Westview Press.S. 1981. Amador. Costa Rica: CATIE. D. Soc. 1985. Syst. • Glover. 1983. 1983. and J. • Huxley. • Huffaker. • Irvine. • Graham. 4:77-87. C. New York: New York Botanical Garden. Press. and D.. 25:7-19.286 • Klages. 42(4):283-294.H.K. Science 181:523-524. 1983. C. Wilson. The Death of Nature. • Midgeley. Fundamental and applied research in agriculture.L. P. eds. 1942. Human Organiza. Entomol. • Locuks. Traditional Agriculture in Southeast Asia: A Human Ecology Perspective. R. R. Ann. The Soil under Shifting Cultivation. T. Ecological Crop Geography.Press. Boulder: Westview Press. Eds. And T. Indigenous agronomics and agricultural develo pment ion the Indus basin. New York: Methuen. • Odum. E. R. • Kurin.Agri. J. 1979. 1986. Cultural Ecology.R.Mc. Calif. Greenland. Boulder Westview Press. Calif. Louis: Wash. The Relationship Between History and History of Science. 1980.R. In: Agricultural Ecosystems. . and M. B.G. • Marte. • Nye. 1979. The Roots of Rural poverty in Central and Southers Africa. • Moock. Lowrance et al. P. 1984. • Milton. California: Cummings. House. 1984. • Nair. In: Interpretive Social Science. Skinner and G. 1968. Rev. New York: Willew Intersci. R. England: Comm. New York: Wiley Interscience. 1984. Rabinow and W. Eco.W. Sullivan. 1973. Parsons.Univ.Press. R. Understanding Africa's Rural Households and Farming Systems. Social Development and the State. Farvar. R. 1974.Sys. O. St. Agricultural Ecosystems. Ann. 1961.J. Roperties of agroecosystems. • Merchant. 1986. J. K. • Levins. 1986. The Careless Technology.Bur. Rev. Berkeley: Univ. Emergence of research on agro-ecosystems. Community Participation. Ne w York: Mac Millan. G. 8:173-192. J. 1977. Soil Productivity Aspects of Agroforestry. • Lowrance.H. • Netting. Nairobi: ICRAF.S. 1977. Berkeley: Univ. • Levins. Press. Berkeley: Univ. • Palmer.Calif. Ecological theory and pest management. R. and N. • Kuhn. New York: Oxford Press. P. London: Abacus. Ecological aspects of pest management. Entomol. Metcalf and W. Env. Wiscon. Luckman. • Risch. 1977. New York: Wiley-Interscience. • Price. 1982. D. Farmer back to farmer: a model for generating agricultural technology. Small is Beatiful. Boulder: Westview Press.A. Poverty and Famines. 1984.J. Food. and M. Agroecosystem di versity and pest control: data. Ecology 62:1325-1340.J. J. Guthrie. • Rhoades. and G. 1939. 12:625-629 • Schumacher. Energy and Society. J. Insect herbivore abundance in tropical monocultures and polycultures: an experiment testo of two hypotheses. • Scott. Boulder: Westview Press. J. • Sen. • Richards. . S. eds. • Richards. 1981. New Haven: Yale Press.J. Indigenous Agricultural Revolution. D. S. Altieri. Kahn. London: Edward Arnold. New York: Oxford Press.Inc. I: Introduction to Insect Pest Management. Way.H. R. The Resourceful Earth.L. • Richards. Ecological background to pest management. London: Routledge and Kegan Paul.L. Admin. A. Rabb and F. R. 11(2):127-137. In: Concepts of Pest Management. tentative conclusions and new research directions. 1975. Osmun and Co. New Jersey: Allanheld. pp.P. R. P.E. Booth.R. Andow and M. A. • Perelman. 1986. P. Madison: Univ. Coping with hunger: Hazard and Experiment in African Rice Farming. eds. 1986. • Scott. Compendium of Crop Ecology. Buenos Aires. 37-73.287 • Papadakis. Land Labor and Diet in Northern Rhodesia. • Simon. 1979. 1978. 1973. 1985. R. Argentina: Papadakis. • Pimentel. Waldbauer. Farming for Profit in a Hungry World. T. and M. • Southwood. The Moral Economy of the Peasant. Agri. And H.W. 1938. 1983.E. • Risch.Pub. J. Weapons of the Weak: Everyday Forms of Peasant Resistence. 1970.. and R. M. Pimentel. 1981. pp. • Tischler. The Ecosystem Concept in Natural Resource Management. 1983. C. • Wolf.. Nutrient uptake and nutrient-retention related characteristics of common successional species in the ypper Rio Negro region of the Amazon basin.H. Jene: Eustan Fisher. and P. Berkeley. J. Ecology 65:1476-1490. W. Agrookologie. C. • Uhl. • Vandermeer. R. Patterns of plant succession. Freeman Co. Vegetation and nutrient dynamics during the first five years of succession following forest cutting and burning in the Rio Negro region of Amazonia. • Wasserstrom. Murphy. Crop Adaptation and Distribution.M. London: Ac ademic Press. Press. Berkeley: Univ. BioScience 31:361-364. Abandoned pastures in Amazonia.Ecol. Silent Violence. C. • Uhl.W. The interference production principle: an ecological theory for agriculture. Jordan. • Van Dyne. • Uhl. Land and Labor in Chiapas. 1962. Univ. 1969. New York: Academic Press. Buschbacker and A. and C. Calif. Berkeley: Univ. C. (in press). 1981. • Spedding. G. Serrao. 6-28. .R. 1975. 1984. 1982. • Wilsie. California Press. C. A comparison of productivities and energy values between slash and burn agriculture and secondary succession in the upper Rio Negro region of the Amazon basin. R. 1987. • Uhl. 1983. The Biology of Agricultural Systems. San Francisco: W. E. C.288 North Carolina: North Carolina State University. 1965. 1981. M.P. • Watts. J. California Press. Agroecosystems 7:63-83. (unpublished man). Europe and the People Without History. 1982. I. o desaparición) de sus órganos para lograr adaptarse y sobrevivir y estas modificaciones luego eran heredadas por sus descendientes. explica el origen de las especies por medio de la selección natural. Darwin Planteó que: • Las especies cambian continuamente. terremotos. que decía. Por ejemplo. Darwin observó que las especies experimentan de manera espontánea. sequías algunas especies desaparecían y otras supervivían. controvertida por el fijismo. Lección 42 Teoría Lamarkista La primera teoría que explica la evolución es la Lamarkista propuesta por Jean Baptiste de Lamark basada en el desarrollo espontáneo y en la herencia de los caracteres adquiridos Lamark sostenía que al producirse cambios en el medio ambiente los seres vivos debían generar modificaciones (desarrollo. Las teorías Evolucionistas explican el origen de las especies. Algunos de los defensores del fijismo fueron: Carl Von Linneo quien planteó que las especies habían sido creadas de manera separada e independiente. cambios estructurales a lo largo de generaciones suscesivas • Los cambios se producen gradual y continuamente.289 Lección 41 Teorías evolucionistas El concepto sobre el origen de la vida se ha expresado históricamente desde dos grandes corrientes: la evolutiva o de transformación de los seres vivos. que los seres vivos eran inalterables e inmutables desde su creación y que debido a constantes catástrofes naturales. Lección 43 Teoría Darwinista Propuesta por Charles Darwin. atrofia. corriente que sostenía que los seres vivos habían sido creados de forma definitiva y acabada y no presentaban cambios. . el alargamiento del cuello de las jirafas era un carácter adquirido que se explicaba por los persistentes esfuerzos adaptativos de las jirafas para alcanzar las hojas de los árboles. con el tiempo unas se extinguen y aparecen otras nuevas. y George Cuvier quien propuso la Teoría creacionista. la variabilidad y la supervivencia del más apto. como son los diluvios. Nacen más individuos de los que pueden sobrevivir. y en la cual la selección artificial generada por el hombre no produce variabilidad. por mínima que sea. En una primera fase de la evolución se produce variabilidad en cada generación y en una fase posterior se produce selección natural o lucha por la supervivencia. a las condiciones físicas que le rodean. . es decir. La teoría de Darwin y su plantamiento sobre la supervivencia de los más aptos dió origen al funcionalismo que afirma que las características de los organismos vivos desarrollan funciones útiles.290 • Los organismos descienden de un antepas ado único. que los organismos semejantes están emparentados. http://www.com/bio_teorias_evol. Adapta así animales y plantas a su propio beneficio o placer. • La evolución es resultado de un proceso de selección natural. • Los más aptos sobrevivirán y transmitirán a su descendencia las características de fortaleza. Pero el hombre puede seleccionar y selecciona las variaciones que la Naturaleza le da. en una primera etapa se produce la mutación.htm Darwin afirma en su obra El origen de las especies que el hombre de hecho no produce variabilidad. La ventaja más ligera en un ser. y de este modo las acumula de cualquier modo que desee. sin pensar en alterar la raza. recombinación y acontecimientos al azar (producción de la variabilidad genética). No hay motivo aparente para que los principios que han actuado con tanta eficacia en la domesticación no hayan actuado en la Naturaleza. sobre los demás seres con los cuales entra en competición. o una adaptación mejor. donde los más aptos sobreviven y los más débiles desaparecen. lo único que hace es exponer intencionadamente seres orgánicos a nuevas condiciones de vida. Darwin afirmaba que la evolución es un proceso de selección natural en la cual. estos cambios eran herdados por sus descendientes quienes a su vez pueden producir más descendencia. y causa la variabilidad. preservando los individuos que le son más útiles de momento. para en una segunda etapa quedar regulada esa variabilidad mediante la selección natural. y luego la Naturaleza actúa sobre la organización.natureduca. Puede hacerlo metódicamente o puede hacerlo inconscientemente. de cualquier edad o en cualquier estación. cambiará el equilibrio en su favor.Darwin observó que si los cambios producen efectos favorables que permiten a los individuos reproducirse con mayor éxito. En resumen. Dobzhansky. en 1972 se descubrieron otros restos de estos homínidos en el lago Turkana. además. Es decir. Su cerebro era también pequeño. Thomas Henry Huxley. Medían no mas de 1. preservadas luego por acción de la selección natural de los portadores de dotación genética más favorable para hacer frente a las presiones ecológicas. Perteneció a un homínido que caminaba erguido y que tenía un cerebro de 800 cm3 para sus ¡40 kilos de peso! Esto significa que comparado con los australopitécidos este homínido tenía dos veces más de capacidad craneana (el hombre actual tiene un cerebro bastante mayor. y otros. Es por esto que se les ha llamado Homo habilis. Además de restos de huesos. en África Oriental un cráneo fosilizado de hace aproximadamente 1 750 000 años. y se comprobó en forma definitiva que el tamaño del cerebro constituía la mayor diferencia con los australopitécidos. siendo. en esos lugares también se han encontrado pedazos de las herramientas que construyeron estos homínidos. mecanismos que darían origen a las variaciones. que para los 60-70 kilos de peso promedio es también el doble que el de los australopitécidos). Según esta teoría los fenómenos evolutivos se explican básicamente por medio de las mutaciones y la producción de nuevas especies por reproducción sexual. alrededor de 400 cm3 (la manera como se mide la capacidad del cráneo es calculando el volumen. Posteriormente. aunque de tamaño pequeño. Dobzhanski. de los primeros homínidos que aparecieron en el .20 m y no pesaban más de 40 kilos. Lección 45. Hace alrededor de 25 años se encontró en la barranca de Olduvai. África. Simpson. estos portadores tienen una probabilidad de supervivencia y de procreación más alta que el resto de la población. Sewall Wright. que. esto puede hacerse bastante fácilmente con cráneos fósiles). Evolución del hombre Chiquitos pero muy hábiles Los australopitécidos de hace tres y cuatro millones de años eran bastante pequeños cuando llegaban a adultos. un australopitécido tenía alrededor de 10 cm3 de cerebro por kilogramo de peso. Alvaro Abeliuk Fischer. de aproximadamente 1 350 cm3. demuestran que tenían un cerebro relativamente grande. Ernst Mayr.291 Lección 44 Teoría Neodarwinista La Teoría Neodarwinista o Teoría Sintética de la evolución tiene su origen en la interpretación de la teoría Darwinista fundamentada en la genética. Esta teoría Esta teoría se ha construido paulatinamente por científicos tales como G. G. lo llevó a cabo en Java un investigador holandés llamado E. . Dubois en 1891. El homo erectus Entre hace dos millones de años y un millón de años nuestro registro de homínidos vuelve a ser pobre. El tamaño del cráneo de Homo erectus.292 registro fósil a los que ya se les puede llamar hombres. Así pues. A su vez. el Homo habilis también desaparece del registro fósil. diferentes miembros de la comunidad obtenían. puesto que en las cuevas que se han excavado hay restos calcinados y quemados de huesos. se ha descubierto uno de los sitios más interesantes en este aspecto. En general los restos de Homo erectus se han encontrado dentro de sedimentos de entre 800 000 y 300 000 años. El descubrimiento de los primeros restos de estos homínidos. muchas otras cosas que les hablan de la organización social y los hábitos de los homínidos que vivieron entonces. A partir de esta información se ha podido saber que sus actividades incluían la recolección de frutos y la caza. En ese entonces se le llamó Pitecanthropus (hombremono) erectus y muy pocas personas creyeron en la validez de ese descubrimiento. El uso del fuego le permitió sobrevivir en zonas en las que antes no se podía vivir por las bajas temperaturas. en África. aunque grande (aproximadamente 1 000 cm3) no es tan grande como el del hombre actual. Estos aparecieron hace dos millones de años. De éstos sólo en Hungría y en China se han encontrado restos que comprueban que ya usaba el fuego. unos cazando y otros recolectando. la vida en comunidades donde se repartían las actividades ya existía hace dos millones de años. África (Argelia. Se argumentaba que seguramente los restos pertenecieron a un hombre enfermo y con deformaciones. piedras y pedazos de madera. De no encontrar australopitécidos se ha concluido que se extinguieron en ese periodo de tiempo. además de huesos. Los lugares donde se les ha hallado incluyen sobre todo Asia (China). pero de hace un millón de años se han descubierto una gran cantidad de fósiles que pertenecían a homínidos que usaban herramientas (por lo que se les considera del género Homo). Cuando los arqueólogos buscan restos del pasado encuentran. además de que ya conocían el fuego. El hombre entonces cazaba en grupos y muy probablemente distribuía la comida que. Tanzania y Sudáfrica) y Europa (Checoslovaquia y Hungría). que son llamados Homo erectus en la actualidad. Los únicos homínidos que quedaron desde entonces pertenecen al género Homo. En el lago Turkana. Del cuidadoso análisis de la basura dejada en un campamento usado por Homo habilis se ha podido entender el tipo de alimentación y la utilidad que las diferentes herramientas tenían para aquéllos. Los cadáveres pueden ser colocados en lechos construidos de ramas y hojas en el exterior o incluso cremados. semillas y flores con las que se hacía de los entierros rituales muy particulares. por ejemplo. Por ejemplo. Esto mismo supone que tenemos conciencia de nuestra muerte y de lo que ella implica. por razones obvias. En Europa se incluyen el valle de Neander. pero aparece otro Homo en varias zonas de Europa. ¿El hombre moderno heredero de quién? El hombre de Neandertal seguramente ya tenía una conciencia similar. el cercano Oriente y la Unión Soviética. El que el hombre haga rituales mortuorios no solamente se expresa enterrando a sus muertos. Los hombres. En muchas de ellas se han encontrado restos que evidencian una cultura en donde ¡ya se enterraba a los muertos! Estos tienen una antigüedad de entre 100 y 40 000 años. Hasta donde sabemos. Esto se ha descifrado porque se han encontrado granos de polen de varias especies de plantas en grandes cantidades dentro de ellas. no quedan restos en la actualidad. huesos de otros animales. Un aspecto del ser humano que está ausente en los animales es la conciencia que tenemos de nuestra existencia como individuos. Alemania y varios sitios en Francia. se ha podido concluir que además de enterrar a sus muertos ponían flores dentro de las tumbas. Este hombre ha sido llamado Homo neandertalensis o también Homo sapiens neandertalensis. Esto puede haber sucedido pero jamás lo sabremos. de donde se han desenterrado varios restos neandertalensis. de la caverna de Shanidar. entonces. ya que se han hallado tumbas que incluyen. han honrado a sus muertos con flores desde hace aproximadamente 100 000 años. En ese periodo el Homo erectus desaparece del registro fósil.293 Esto amplió el área de distribución con respecto a la que tenían los australopitécidos o a los Homo habilis. lo único que lo distingue de aquél es su aparente incapacidad de utilizar símbolos para comunicarse. hachas.63 m y tenían una capacidad craneana aproximadamente 15% mayor que la del hombre moderno. en Iraq. Es quizá esto lo que ha generado en la humanidad la presencia de rituales entre los que se incluye el de enterrar a nuestros muertos. En el primer caso se le considera una especie diferente a la del hombre ( Homo sapiens) mientras que en el segundo se le considera sólo una subespecie de éste. . puesto que de estas dos costumbres. Eran hombres de una estatura promedio de 1. La conciencia de uno mismo El registro fósil vuelve de nuevo a ser muy escaso entre hace 250 y 100 000 años. Transporte de líquidos al interior de la célula mediante movimientos citoplasmáticos que engloban estas vesículas de líquido. que era muy diverso (Figura 20). Movimiento de iones y moléculas en contra del gradiente de concentración y con consumo de energía. que se considera en la actualidad la más probable. Enumere los postulados de la teoría celular 2. desde la solución de mayor concentración hacia la solución de menor concentración. Movimiento de solvente (agua) desde la parte más concentrada hacia la menos concentrada. supone que la línea de descendencia del hombre de Neandertal. La ósmosis es un mecanismo de transporte de sustancias a la célula y consiste en el: a. La primera propone que el hombre de Neandertal se extinguió y de otra línea de descendencia dentro del género Homo se originó el Homo sapiens. b.294 ¿HIJOS DE NEANDERTAL? Hay tres teorías acerca de la manera como apareció el hombre moderno y su relación con el hombre de Neandertal. a través de movimientos del borde del citoplasma y que engloban las partículas. e. La tercera. d. Transporte de partículas sólidas al interior de la célula. . ¿Las células pueden moverse por sí mismas? ¿Qué mecanismo utilizan? Pregunta de selección múltiple con única respuesta 3. c. La segunda sugiere que el hombre de Cro-Magnon (primer fósil con las características del hombre moderno) reemplazó al hombre de Neandertal porque estaba más adaptado al medio ambiente. Movimiento de sustancias a través de la membrana. evolucionó transformándolo en lo que ahora es el hombre moderno EVALUACIÓN Autoevaluación 1 Preguntas Abiertas 1. marque c Si 2 y 4 son correctas. son características de las células ecuarióticas 1. marque d Si 1 y 3 son correctas. 2. Las células de acuerdo con su grado de complejidad en su organización y por su ubicación dentro de la escala biológica se pueden dividir en: eucarióticas y procarióticas. La mitósis como un proceso asexual para la reproducción celular ocurre continuamente. Presencia de organelos con morfología y función especializada para cada uno. 4. Los principales pasos son interfase. Formación de cromátides c. Ausencia de membranas que separen los organelos entre sí. anafase y telofase. profase.295 4. b. 3. Completación . Presencia de ADN en una región nuclear diferenciada pero no delimitada por una membrana. marque b Si 3 y 4 son correctas. En la etapa de interfase de la división mitótica sucede lo siguiente a. marque e 5. Pregunta de selección múltiple con múltiple respuesta En este tipo de preguntas usted encuentra un enunciado para el cual debe seleccionar dos (2) de las opciones propuestas. Presencia de membrana nuclear que delimita el núcleo del citoplasma. Seleccione las respuestas correctas de acuerdo con el siguiente cuadro Si 1 y 2 son correctas. Aparición de cromosomas largos y filamentosos. metafase. Alineamiento de cromosomas en el plano ecuatorial e. marque a Si 2 y 3 son correctas. Duplicación del ácido desoxirribonucleico (ADN) d. Separación de los cromátides de cada cromosoma. Defina Homeostasis 2.296 6. El tejido que permite a la planta realizar la fotosíntesis se denomina: . Catabolismo. de digestión. Diga cuál es la principal función de cada uno de estos organelos: Estructura Ribosoma Núcleo Mitocondria Lisosoma Retículo endoplasmático Función Información de retorno autoevaluación1 Autoevaluación 2 Preguntas Abiertas 1. de reproducción. tienen capacidad de autorregulación. El conjunto de reacciones químicas que ocurren al interior de las células y que le proporcionan a los seres vivos la materia y energía indispensable para desarrollar sus actividades vitales. Se denomina: a. de responder ante diferentes estímulos. Respiración c. de comunicación. Osmosis b. Las células poseen una estructura altamente organizada. Anabolismo e. Metabolismo d. de respiración. ¿Cuál es la función de los ganglios linfáticos? Pregunta de selección múltiple con única respuesta 3. de movimiento. 4. marque d Si 1 y 3 son correctas. Emulsifican las grasas 3. Floema e. Seleccione las respuestas correctas de acuerdo con el siguiente cuadro: Si 1 y 2 son correctas. Colénquima Pregunta de selección múltiple con múltiple respuesta En este tipo de preguntas usted encuentra un enunciado para el cual debe seleccionar dos (2) de las opciones propuestas. Desdoblan las proteínas 4. Completación 7. Detectar. Se producen en la vesícula biliar. b. Los componentes del sistema circulatorio enunciados tiene como función: Estructura Función Capilares Corazón Leucocitos o glóbulos blancos Glóbulos rojos o eritrocitos Plaquetas . Se producen en el hígado 2. Coordinar el funcionamiento de las funciones del organismo.297 a. marque a Si 2 y 3 son correctas. marque c Si 2 y 4 son correctas. transmitir. Parénquima c. 3. Servir de sostén al organismo y permitirle el movimiento 2. 4. analizar y dar respuesta a las variaciones internas y externas. Las sales biliares deben su coloración a pigmentos como la bilirrubina. Entre las opciones dadas seleccione dónde son producidas y que función cumplen: 1. Transportar y excretar metabolitos 6. marque e 5. Xilema. marque b Si 3 y 4 son correctas. Meristemático d. Las principales funciones del tejido nervioso son: 1. ¿Cuál es el fenotipo de los padres? c. Habitat. . En los gatos el color negro del pelo es dominante frente al color blanco. 2. ¿Cuál es el fenotipo de los gatitos y en qué porcentajes? 2. 1. Si se cruza una gata homocigota recesiva con un gato heterocigoto y tiene una camada de cuatro gatitos: a. ¿Cuál es el genotipo de los padres? b. Un individuo es homocigótico para un carácter cuando a) Tiene dos alelos iguales b) Tiene dos alelos diferentes c) Tiene un alelo dominante y uno recesivo d) No tiene alelos para ese carácter información retorno autoevaluación 3 Autoevaluación 4 Preguntas Abiertas 1. ¿Cuál es el genotipo de la descendencia en la F1? d.298 Información de retorno autoevaluación2 Autoevaluación 3 Preguntas abiertas Desarrolle cuadros de Punnet para resolver los siguientes problemas y explique los resultados de genotipo y fenotipo heredados en la F1. Los diferentes grupos de protozoos se clasifican con base en su a. Mencione cinco posibles usos de las bacterias. ¿Cuáles son las funciones del ADN? Pregunta de selección múltiple con única respuesta 3. ¿A qué nos referimos cuando hablamos de microorganismos? Pregunta de selección múltiple con única respuesta 3. Las bacterias son microorganismos que habitan en el aire. Tener ARN y ADN conjuntamente. c. marque a Si 2 y 3 son correctas. carentes de pared celular b. Ser eucarióticas. carentes de pared celular c. pluricelulares. Movilidad. d. Reproducción. información de retorno autoevaluación 4 Autoevaluación 5 Señala si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones . Las bacterias se caracterizan por a. Los virus como agentes infecciosos se caracterizan por: 1. Ser procarióticas. Ser eucarióticas. marque d Si 1 y 3 son correctas. Tamaño. agua y cuerpo de otros organismos. 4. Ser procarióticas. marque e 5. suelo. unicelulares. marque b Si 3 y 4 son correctas. Se reproducen en células vivas 1. carentes de pared celular Pregunta de selección múltiple con múltiple respuesta En este tipo de preguntas usted encuentra un enunciado para el cual debe seleccionar dos (2) de las opciones propuestas. unicelulares.299 b. marque c Si 2 y 4 son correctas. unicelulares. 3. Tener el material y mecanismo para su reproducción. Poseer un solo tipo de ácido nucleico 2. con pared celular d. Seleccione las respuestas correctas de acuerdo con el siguiente cuadro Si 1 y 2 son correctas. La relación que se establece entre ciertos pájaros que se posan sobre el lomo de vacas y picotean garrapatas. Composición química c. beneficiándose así las aves porque se alimentan. Descomponedores 8. La característica más importante de los ecosistemas es su a. Condiciones climáticas d. En el ecosistema los herbívoros son los productores primarios. Pregunta de selección múltiple con única respuesta 6. mientras las vacas se liberan de los molestos parásitos. se denomina: . Organismos heterótrofos c. Organismos autótrofos b. Al estudiar los ecosistemas interesa más el conocimiento de las relaciones entre los elementos. aunque en muchas ocasiones. para lograr determinados fines se recurre a compromisos con otras especies que se manifiestan en asociaciones del tipo de una simbiosis. 5. Entre las especies se pueden establecer relaciones de competencia. Estabilidad dinámica b. En la naturaleza el problema de desechos se soluciona por la acción de: a. Equilibrio estático 7. la energía luminosa disponible. Los productores primarios en el ecosistema son los organismos autotrófos 2. casi siempre. Relación con los individuos d. 4. El biotopo es el conjunto de los elementos no vivos que forman parte del ecosistema 3.300 1. que el cómo son estos elementos. El factor que suele limitar la productividad del ecosistema es. La mayor parte de la biomasa de la biosfera se concentra en los productores primarios. Fuente de energía e. su nutrición puede ser en algunos absortiva. eucarióticos. 4. El flujo de energía en el ecosistema es: a. Según el sistema de clasificación de Whittaker a qué reino pertenecen los organismos con las siguientes características: unicelulares. Zea maiz. en otros fotosintética. Avena cayuse. Viola rostrata. Lineal y permite el reciclaje continuo Preguntas abiertas 10. Cíclico y permite el reciclaje continuo d. Comensalismo c. ¿Por qué es importante la clasificación de los organismos? 2. De las siguientes especies identifica las del mismo género: Avena sativa. Parasitismo b. ¿Por qué los seres vivos prefieren un habitat y evitan otros? Información de retorno autoevaluación 5 Autoevaluación 6 Preguntas abiertas 1. Cíclico y genera organización del sistema b. Mutualismo e.301 a. ciclos de la materia y relaciones alimentarias. Felis domestica. ¿Cómo se relacionan los factores bióticos y abióticos? 11. En los ecosistemas se presentan flujos de energía. ¿Cuáles son las 7 categorías principales en el sistema de clasificación? 3. ingestiva. Amensalismo d. . Canis lupus. Viola papilonacea. Depredación 9. Lineal y genera organización del sistema c. Diga en qué especies hay mayor afinidad : entre las especies que pertenecen al mismo filo y distinta clase o entre aquellas que pertenecen al mismo reino y distinto filo Pregunta de selección múltiple con única respuesta 5. digestión. crecimiento entre otras. Entre ellos: el tradicional . La célula si puede desplazarse por sí misma mediante: seudópodos. su reproducción se puede realizar por procesos asexuales o por procesos sexuales a) Protista b) Hongos c) Plantas d) Animales e) Mónera 6. Existen muchos métodos de clasificación. c) El número de carácteres que tienen en común y su cuantificación. reproducción. 2. Cada célula contiene material genético que se transmite durante este proceso. la fenética.302 pueden ser inmóviles o desplazarse por medio de flagelos. cilios o flagelos. La célula es la unidad básica estructural de todos los seres vivos. según la manera en que evalúan ciertos caracteres. Pregunta de selección múltiple con única respuesta . la cladística. d) Los caracteres morfológicos y no morfológicos y la variabilidad. todos los organismos están formados por células. La célula es la unidad funcional de todos los organismos. respiración. En el método cladístico los organismos se agrupan en especies teniendo en cuenta: a) La similitud de carácteres morfológicos y el parentesco filogenético b) Exclusivamente en función de su articulación a grupos monofiléticos. Información de retorno autoevaluación 6 Información de Retorno Autoevaluación 1 Preguntas Abiertas 1. Todas las células se originan por la división de células preexistentes (en otras palabras. a través de la reproducción). Todo el funcionamiento del organismo depende de las funciones que ocurren al interior de la célula. 303 3) b. destrucción de Lisosoma microorganismos nocivos para la célula. Filtrar la linfa. almacenamiento y organización de Núcleo los genes. Pregunta de selección múltiple con única respuesta 3. Estructura Ribosoma Función Síntesis de proteínas Crecimiento y reproducción celular.por Mitocondria oxidación de los alimentos o respiración celular Digestión celular (hidrólisis de macromoléculas). transmisión de la información genética. La Homeostasis es la capacidad de todos los seres vivos de mantener constante las condiciones físicas y químicas de su medio interno. 4) c. destruir y eliminar de ella las sustancias tóxicas y los microorganismos infecciosos antes de su circulación por el torrente sanguíneo. Producción de energía -ATP. Pregunta de selección múltiple con múltiple respuesta 5) 1 y 3 = e Completación 6. digestión de organelos defectuosos Retículo Transportar materiales dentro de la endoplasmático célula Información de Retorno Autoevaluación 2 Preguntas Abiertas 1. 2.) c . El genotipo de la gata es nn por ser homocigota recesiva El genotipo del gato es Nn por ser heterocigoto b. el fenotipo del padre es negro c.) b Pregunta de selección múltiple con múltiple respuesta 5. La camada de cuatro gatitos será el resultado Nn x nn N n Nn n nn .) 1 y 2= a Completación 7.) 2 y 3 = b 6. Estructura Capilares Corazón Leucocitos o glóbulos blancos Glóbulos rojos o eritrocitos Plaquetas Función Intercambio de gases y nutrientes Bombear toda la sangre hacia el torrente sanguíneo Defensa Transporte de oxígeno Participar en la coagulación de la sangre Información de retorno 3 Pregunta abierta a.304 4. El fenotipo de la madre será blanco (para que este se manifieste tiene que ser homocigoto). Selección múltiple con única respuesta a. Las bacterias son útiles: Para fijar nitrógeno atmosférico que es tomado por las plantas y luego trasferido a los animales. Transferencia mediante el ARN (ácido Ribonucleico) de la información genética a las moléculas que realizan la síntesis de proteínas por intermedio de los aminoácidos que son las unidades que forman las proteínas. Información de retorno 4 Preguntas abiertas 1.305 n Nn nn Entonces el genotipo de la descendencia es 50% heterocigoto Nn y 50% homocigoto nn d. Replicación de si mismo o sea elaboración de una copia idéntica del ADN. mantequilla En la producción de vinagre En la depuración de aguas residuales En el curtido de cueros La Echerichia coli ha sido manipulada genéticamente para producir insulina . El fenotipo de la camada es de 50% negros y 50% blancos. yogur . 2. En la descomposición de materia orgánica muerta ayudando de esta manera a la fertilización del suelo En la producción de algunos antibióticos En la producción de determinadas enzimas En la elaboración de productos lácteos como: queso. Cuando tiene dos alelos iguales. Funciones del ADN Almacenamiento codificado de la información genética que determina las características futuras de la célula y de los organismos que se desarrollen a partir de dicha información. protozoos. Los microorganismos son organismos unicelulares generalmente microscópicos que se dividen en: virus. modificándose y transformándose mutuamente a través de la actividad de los seres vivos y las condiciones ambientales para producir un sistema estable en el cual el intercambio de sustancias entre los organismos vivos y los elementos inertes es de tipo circular.) d.) b. bacterias. Pregunta de selección múltiple con múltiple respuesta 5. igualmente con los demás seres vivientes tiene . donde cada uno depende del otro.) c. Pregunta de selección múltiple con única respuesta 3. Preguntas Abiertas 10.) b. 7. algunas algas y hongos. Los factores bióticos y abióticos se interrelacionan para constituir un ecosistema.) d 9.306 2. 8. 11.) a. 4.) 1 y 3 = e Información de retorno 5 Preguntas falso o verdadero 1) V 2) F 3) V 4) F 5) V Pregunta de selección múltiple con única respuesta 6. Porque cada especie vegetal o animal o microorganismo tienen un requerimiento óptimo para los diversos factores abióticos en el que pueden desarrollar mejor sus funciones. Género. Viola papilonacea. Reino. Hay mayor afinidad entre las especies que pertenecen al mismo filo y distinta clase. su evolución y las relaciones de parentesco entre sí. órganos.) a 6. Información de retorno 6 Preguntas abiertas 1. Familia . y sistemas histológico-orgánicos.) b GLOSARIO Glosario Disciplinar Biotipo: Poblaciones con el mismo genotipo. Filo. Para poder entender su origen. Estructura: En las ciencias biológicas. organelos. como soporte físico para la manifestación de las actividades de la vida según la expresión genética heredada. Pregunta de selección múltiple con única respuesta 5.307 interrelaciones que le permiten asegurar su alimentación. protección. y Viola rostrata 4. Cada especie tiene: un óptimo. territorio. un rango de tolerancia. Especie. . Clase. 3. un límite de tolerancia con respecto a cada factor abiótico. la estructura se refiere a la organización de los seres vivos como un conjunto de células. y Avena cayuse. Avena sativa. 1. Orden. reproducción La distribución geoFigura de una especie puede estar determinada por el grado en el cual sus requerimientos son cumplidos por los factores abióticos presentes. analizarlos. descendencia con modificaciones. .000 millones de años. pero que en la actualidad está siendo estudiado y modificado por la investigación de Richard Milner. Evolución: Desarrollo de los organismos. considerado un hecho científico establecido. 2) el «progreso» inevitable desde formas de vida inferiores a otras superiores. un concepto que ha quedado desacreditado. reconceptualizarlos e incorporarlos a la estructura cognitiva del estudiante. o «motor». de todo el patrimonio genético almacenado en el conjunto de su ADN o de sus cromosomas. por medio del cual pasan gradualmente de un estado a otro. Diversidad: abundancia relativa de las especies presentes en regiones biogeoFigura s y en nichos ecológicos específicos. Estudio científico de cómo se transmiten los caracteres físicos.308 Función: Capacidad de actuar propia de los seres vivos y de sus órganos. Genética: Parte de la biología que trata de la herencia y de lo relacionado con ella. a partir de un origen único que existió hace más de 3. proceso por el que todos los seres vivos de la Tierra han divergido. para el que Darwin y Wallace propusieron la «selección natural». benéficas o perjudiciales que pueden presentarse entre organismos que comparten un mismo nicho ecológico y su impacto sobre el entorno ambiental. de la evolución. por descendencia directa. bioquímicos y de comportamiento de padres a hijos. Interacciones ecológicas de organismos vivos: se refieren a las influencias mutuas. La palabra evolución tiene cuatro significados que suelen confundirse y deberían mantenerse separados y distintos: 1) el proceso general del cambio en poblaciones y especies. la elevación de la calidad de vida y el bienestar social sin agotar la base de los recursos naturales renovables en que se sustenta. interpretado a partir del registro fósil y los estudios bioquímicos. 3) la historia concreta del «arbusto ramificado» de la vida y el origen de grupos diversos o filogenias. Glosario Pedagógico Competencia cognitiva o básica: Hace referencia a la capacidad de identificar conceptos. Gestión sostenible: Se entiende por gestión sostenible la que permite el crecimiento económico. Genoma: conjunto de todos los genes de un organismo. y 4) el mecanismo. ni deteriorar el medio ambiente o el derecho de las generaciones futuras a utilizarlo para la satisfacción de sus propias necesidades. Competencia transversal o paracognitiva: Se refiere a la capacidad de integrar los conocimientos y las experiencias en enfoques alternativos de saberes funcionales para nuevos contextos. la autorregulación y la reflexión. se relacionan con la selección de procedimientos para aprender. permiten la autoevaluación. Operaciones metacognitivas: Son operaciones mentales de las que el estudiante es consciente. En otras palabras se refiere a conocer cómo se logra aprender y cómo se pueden cualificar las estrategias y métodos para potenciar el conocimiento.309 Competencia metacognitiva o compleja: Se relaciona con la capacidad de reflexionar sobre el proceso de construcción conceptual. .