modulo de biologia para preuniversitarios, Apuntes de Biología

¡Descarga modulo de biologia para preuniversitarios y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity! CPU-UNPRG LA BIOLOGÍA Y EL MÉTODO CIENTÍFICO OBJETIVOS: Comprender la naturaleza de la ciencia y pasos del método científico en la generación de conocimientos en las ciencias biológicas. Conocer los principales bioelementos y biomoléculas de la materia viva e importancia en las diferentes funciones biológicas. I. CIENCIA (Scientia = conocimiento) 1. DEFINICION: Total de conocimientos organizados y sistematizado para comprender y explicar lo que ocurre en el Universo, como resultado de la observación y experimentación. CLASES: A) Ciencias Formales o Abstractas: Estudian conocimientos puramente teóricos, subjetivos, del pensamiento. Se basan en ideas. Ejemplos: Matemática, Lógica, Metafísica. B) Ciencias Fácticas o Concretas: Se basan en hechos. Hacen uso de la observación y experimentación. a) Ciencias Naturales.- Estudian fenómenos naturales > Ciencias Cosmológicas o abióticas: Física, Química, Astronomía, Geología. > Ciencias Biológicas o bióticas: Biología (General, Aplicada). b) Ciencias Sociales.- estudian la actividad y procesos humanos. Ejemplos: Economía, Sociología, Historia, Antropología. Biotecnología: uso de seres vivos (microorganismos, células vegetales y animales) para producir alimentos, medicinas y otros productos útiles y para resolver los problemas ambientales, II. MÉTODO CIENTÍFICO 1. DEFINICION: Procedimiento lógico y ordenado que se sigue para resolver un problema, descubrir y demostrar una verdad científica. Puede utilizarse para resolver problemas cotidianos así como para generar conocimientos nuevos. Es una manera de recopilar información y comprobar ideas. Es la forma en que un científico trata de hallar respuestas a sus interrogantes sobre la naturaleza. A Investigación descriptiva: Describe e interpreta sistemáticamente un conjunto de hechos relacionados con otros fenómenos. Estudia el fenómeno en su estado actual y forma natural. A Investigación experimental: Requiere reproducir un hecho para estudiarlo mejor. . FASES DEL METODO CIENTIFICO: A) Observación: Base del método científico y fuente de los descubrimientos. Puede ser. directa (empleo de los sentidos) o indirecta (uso de instrumentos: microscopio, telescopio). Es cuidadosa, precisa e imparcial y su finalidad es obtener datos del fenómeno en estudio. B) Problema: Determina que es lo que se quiere estudiar, Paso que implica una serie de interrogantes producto de la observación: ¿Cómo?; ¿Por qué?; ¿Qué>, ¿Cómo sucedió esto? Tiene un carácter provisional hasta que no haya sido confirmada o rechazada. 159 CPU-UNPRG Hipótesis: Es una respuesta anticipada (posible) del problema planteado. Es la suposición de que ciertas causas producen el fenómeno observado. Es una explicación racional previa de lo observado que tiene un carácter provisional hasta que no haya sido aceptada o refutada. Orienta al investigador. No sólo explica los hechos sino que también predice a otros nuevos (valor predictivo, es decir, debe anticipar el resultado de un hecho, antes que ocurra). D) Experimentación: Comprobación de la hipótesis mediante la provocación artificial del fenómeno para estudiarlo mejor. Se efectúa normalmente en laboratorio o en el campo. Permite aceptar (confirmar) o rechazar (refutar) la hipótesis. E) Teoría: Conocimiento surgido de una hipótesis comprobada experimentalmente. Es una explicación de algo en la naturaleza, que la evidencia ha apoyado repetidamente. Una teoría es una hipótesis que ha sido opoyada por tantos casos que pocos científicos dudan de su validez. Ejemplo: Teorías de la evolución, sobre el Origen del Hombre. Las teorías científicas pueden cambiar o modificarse. F) Ley: Concepto teórico comprobado fehacientemente mediante la comparación. Es una descripción de algún aspecto de la naturaleza Ejemplo: Ley de la gravedad, Leyes de Mendel. En la medida que otros experimentos continúen apoyando la hipótesis, ésta se convertirá en una generalización y posteriormente con la aceptación universal, en principios, teorías y leyes. III. BIOLOGÍA (Bios = vida ; Logos = tratado) 1. Concepto: Es el estudio integral (forma, estructura, función, evolución, crecimiento, relaciones con el ambiente, etc.) de los seres vivos. Término utilizado por Lamarck y Treviranus a principios del siglo XIX. 2. Ramas: A) Por el ser vivo tratado: REINO MONERA Bacteriología Bacterias REINO PROTISTA REINO ANIMALIA Protistología Protistas Zoología Animales Protozoología Protozoarios Helmintología Gusanos Ficología Algas Malacología Moluscos REINO FUNGI Carcinología Crustáceos Micología Hongos Entomología Insectos REINO PLANTAE Ictiología Peces Botánica Plantas Herpetología | Anfibios y reptiles A. Criptogamia Plantas sin Ornitología Aves semillas Mastozoología Mamíferos 1 Briología Musgos Antropología Hombre O Arcrolgía | Ardcridos B. Fanerogamia semilla 160 I. BIOELEMENTOS (Elementos biogenésicos o biogénicos): Elementos 1. NIVEL QUÍMICO DE LA MATERIA VIVA La materia viva presenta en su estructura átomos y moléculas. MATERIA VIVA Formada | por Bioelementos Secundarios Se combinan| para formar Biomoléculas Oligoelementos Inorgónicas Orgánicas r T r 1 Agua Sales Minerales| [HH Carbohidratos Hormonas Disuelras Enzimas Precipitadas H__Proteínas Vitaminas Asociadas materia viva. Por su abundancia pueden ser: Primarios y Secundarios. químicos Ácidos Nucleicog que forman parte de la BIOELEMENTOS PRIMARIOS: Son los más abundantes e indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos). En este grupo se consideran al: C, H, O, N, S y P. Representan cerca del 96% al 98% en peso de la materia viva. Composición elemental (en %) de los bioelementos primarios en seres vivos Bioelementos Humanos Plantas Bacterias o 62,81 77,80 73,68 Cc 19,37 11,34 12,14 H 9,31 8,72 9,94 N 5,14 0,83 3,04 P 0,63 0,71 0,60 S 0,64 0,10 0,32 Nota: Los números no suman el 100% debido a que hay pequeñas cantidades de otros elementos, como el Fe por ejemplo. 163 CPU-UNPRG BIOELEMENTOS SECUNDARIOS: Los más abundantes son: Na, K, Cl, Ca, Mg, entre los principales. Otros son denominados oligoelementos, elementos trazas o vestigiales debido a que se encuentran en proporciones inferiores a 0,1%: Cu, Fe, Zn, Mn, Co, 1, F, Se, Si, V, B, Mo. 3. IMPORTANCIA DE ALGUNOS BIOELEMENTOS: Bicelemento Importancia Carbono | Presente en cada molécula orgánica, Constituyente principal de la materia orgánica. Forma el esqueleto de las moléculas orgánicas. Hidróneno . | Constituyente del agua, todos los alimentos y mayoría de moléculas orgánicas. Parte 9 fundamental en el enlace de bases nitrogenadas (ADN: puentes de hidrógeno). Constituyente del agua y moléculas orgánicas; necesario para la respiración celular (aceptor Oxígeno final de las moléculas de hidrógeno para producir agua). Mayor concentración en la composición química de la célula. e Elemento característico de proteínas y ácidos nucleicos; importante en la biogénesis de estas Nitrógeno 6 moléculas. Fósforo Integra la estructura de todas las células (fosfolípidos de la membrana celular). Forma parte de los huesos y dientes (807%), del ADN y ARN, ATP, enzimas; equilibrio ácido - básico. Azufre Componente de la queratina (proteína de la piel, uñas, plumas y pelo) y proteínas contráctiles del músculo. En los aminoácidos cisteína y metionina. Catión más abundante (principal catión) del líquido extracelular. Regula la presión osmótica Sodio (balance del agua corporal), equilibrio ácido básico (junto al Cl” y HCO3”) Función nerviosa (transmisión de impulsos) y contracción muscular. Deficiencia: calambres musculares, deshidratación. Catión más abundante (principal catión) del líquido intracelular. Función: Contracción Potasio — | muscular, conducción del impulso nervioso, equilibrio ácido básico, equilibrio del agua corporal. Cloro Anión más abundante (principal anión) del líquido extracelular. Función: Presión osmótica, equilibrio ácido base, síntesis de HCl en el estómago (jugo gástrico). Catión más abundante del cuerpo. Constituyente de huesos y dientes (99%), músculos. Se Calcio cbsorbe en presencia de la vitamina D. Requerido en: coagulación sanguínea, endocitosis, exoci tosis, contracción muscular, Deficiencia: Osteomalacia, osteoporosis, raquitismo, falta de crecimiento. Transmisión de impulsos nerviosos. Meonesio | ES Somponente de la molécula de clorofila y para la activación de enzimas en la síntesis 9 proteica (cofactor enzimático). Necesario en la sangre y otros tejidos. Cobalto | Componente de la vitamina B:2(Cianocobalamina), necesario para que se complete la eritropoyesis. Deficiencia: anemia perniciosa. Cobre En la hemocianina y enzimas oxidasas (citocromo oxidasa). Necesario, junto con el hierro, para la síntesis de hemoglobina. Antioxidante. Deficiencia: anemia microcítica. Todo Componente indispensable de hormonas tiroideas (tiroxina, triyodotironina). Deficiencia: bocio, cretinismo endémico. Hierro Componente de la hemoglobina (667%), citocromos y de la mioglobina. Deficiencia: anemia simple o ferropénica Flúor Como fluoruros. Incrementa la dureza de huesos y dientes (evita la formación de caries). Forma parte de varias enzimas (metaloenzimas: hidrolasas, cinasas, transferasas) y activa Manganeso — | otras. Participa en el proceso de crecimiento, reproducción y lactación. Antioxidante. Como cofactor en la fotólisis del agua. 164 CPU-UNPRG II. BIOMOLÉCULAS Moléculas básicas de la materia viva; se originan a partir de los bioelementos. Según el tipo de enlace y presencia de carbono se clasifican en Inorgánicas y Orgánicas. 1. BIOMOLÉCULAS INORGÁNICAS: A) El Agua: Componente más abundante de la célula y en la biésfera. Constituye la mayor parte (60 a 90 %) de la masa de los organismos vivos. Es una molécula bipolar o polar (con polo positivo y polo negativo) y una cohesión elevada. La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno (H) unidos a un átomo de oxígeno (O) por medio de dos enlaces covalentes. Dos o más moléculas de agua se unen mediante enlaces puente de hidrógeno. Importancia biológica: = Principal disolvente de sustancias orgánicas e inorgánicas (disolvente universal). Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga ¡iónica formando así disoluciones moleculares. » Regula la temperatura corporal (termorregulador o amortiguador térmico), debido a su elevado calor específico. = Vehículo de transporte de moléculas: nutrientes y sustancias de desecho. * Participa en muchas reacciones biológicas: fotosíntesis, respiración, digestión. = Soporte o medio en donde ocurren las reacciones metabólicas a nivel celular. = Lubricante de diversas regiones del cuerpo. » Mantiene la forma y tamaño de células, tejidos y órganos (turgencia). » Proporciona flexibilidad a los tejidos. Propiedades físicas: » Calor específico elevado. El calor específico es la cantidad de energía (calórica) necesaria para incrementar la temperatura de un gramo de una sustancia en 1*C. El calor específico del agua es 1 caloría. » Elevado calor de vaporización. El calor de vaporización es la cantidad de calor requerido para convertir el agua líquida en vapor. El calor de vaporización del agua es 540 calorías por gramo. Este proceso, modera los efectos de las temperaturas elevadas. » Elevado calor de fusión. El calor de fusión es la energía que debe liberarse del agua líquida para que esta se transforme en hielo. Por eso el agua tarda más en convertirse en hielo que otros líquidos. Modera los efectos de las bajas temperaturas. B) Sales Minerales: Se encuentran bajo tres formas en los seres vivos a) Disueltas: En medio acuoso formando ¡ones o electrolitos - Cationes: Na”, K*, Ca'?, Mg? - Aniones: CI”, SO4?, POs*, HCOS, CO3? b) Precipitadas: En el citoplasma y superficie celular formando estructuras sólidas, insolubles y estructuras esqueléticas. Ejemplo: fosfato cálcico: Cas(POs)z en huesos; carbonato cálcico: CaCO; en valvas de moluscos, crustáceos y dentina (dientes); sílice: SiO2 en espículas de algunas esponja c) Asociadas a sustancias orgánicas: Como en las fosfoproteínas, fosfolípidos, hemoglobina (Fe”?), etc. Funciones de Sales Minerales: » Estructural: huesos, dientes, caparazones. » Regulan el pH de los líquidos corporales (equilibrio ácido básico) » Regulan el volumen celular y ósmosis. = Forman potenciales eléctricos a nivel de membranas celulares. = Mantienen el grado de salinidad del medio interno. » Estabilizan y regulan la actividad enzimática. 165 CPU-UNPRG B) Cuasificación: 1. Saponificables, con ácidos grasos, hidrolizables: 1.1 Lípidos simples: Formados solo por C, H y O. 1.1.1 Triglicéridos. 1.1.2 Ceras. 1.2 Lípidos complejos: Formados por C, H, O y además pueden presentar N, P, S o un glúcido. 1.2.1 Fosfolípidos 1.2.2 Esfingolípidos 2. Insaponificables, sin ácidos grasos, no hidrolizables: 2.1 Terpenos 2.2 Esteroides 2.3 Prostaglandinas TRIGLICÉRIDOS Ésteres formados por la unión de tres ácidos grasos con una molécula de glicerina (glicerol o propanotriol). Los ácidos grasos esenciales, son aquellos que los mamíferos no pueden sintetizar y que necesariamente deben incluirlos en la dieta (linoleíco, linolénico y araquidónico). En el grupo de los triglicéridos están los aceites y las grasas. » ACEITES: Son líquidos a temperatura ambiente. La mayor parte de ellos son de origen vegetal y se acumulan en las semillas. Contienen ácidos grasos insaturados (debido a que poseen un enlace doble o triple a lo largo de su cadena corta). Los peces y las verduras son ricos en grasas insaturadas. » GRASAS (cebos): Son sólidos a temperatura ambiente. La mayor parte son de origen animal. Contienen ácidos grasos saturados (tienen cadena larga). Tienen enlaces sencillos. Las carnes de vaca y cerdo tienen ácidos grasos saturados. CERAS o CÉRIDOS Ésteres formados por la unión de un ácido graso de cadena larga y un alcohol graso de peso molecular elevado. Forman cubiertas protectoras en las plantas (hojas, frutos y troncos) y animales (pelos, plumas, piel). Su función es evitar la deshidratación sobre todo en plantas. Entre los ejemplos de estos compuestos están: = Cutina y suberina, protegen a las hojas de la perdida excesiva de agua por evaporación. = Espermaceti, se encuentra en la cavidad craneana de las ballenas. = Lanolina, se encuentra en la lana de las ovejas. » Cera de abejas (palmitato de miricilo), segregada por las glándulas cerosas de las abejas. = Cerumen del conducto auditivo, se acumula en las orejas de los mamíferos. FOSFOLÍPIDOS Lípidos constituidos por dos ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol y cuyo tercer grupo -OH (hidroxilo) del glicerol se une con un grupo fosfato, este se une a una molécula orgánica soluble que (colina, etanolamina, serina, inositol). Los diferentes tipos de fosfolípidos de fosfolípidos constan de una región polar (hidrofílica), representada por el dlicerol y fosfato (cabeza) y una región no polar o apolar (hidrofóbica) representada por los 2 ácidos grasos (colas) uno saturado y otro insaturado, unidos al glicerol. Esta característica les confiere propiedades particulares para constituir las membranas biológicas. Participan también del transporte de lípidos en la sangre. Entre los fosfolípidos más importantes tenemos » - Lecitina (fosfatidilcolina): en membranas celulares, sistema nervioso, yema de huevo. » Cefalina (fosfatidiletanolamina): componente de las membranas celulares. » Caridolipina: en las membranas internas de las mitocondrias. » Plasmalógenos: en las membranas de las células musculares y nerviosas. 168 CPU-UNPRG ESFINGOLÍPIDOS Formados por la unión de un ácido graso con esfingosina (aminoalcohol). Se les encuentra en las membranas celulares y también en cantidades considerables en el tejido nervioso y el cerebro. En este grupo de lípidos están » Esfingomielinas, constituyendo la vaina mielínica de los axones de las células nerviosas que conducen el impulso nervioso. » Cerebrósidos, glucoesfingolípidos que se encuentran en el cerebro y el sistema nervioso; así mismo en la superficie de los glóbulos rojos. * Gangliósidos, glucoesfingolípidos que contienen ácido siálico en su molécula. Abundan en la materia gris del cerebro. TERPENOS Son polímeros del isopreno (2 metil - 1,3 butadieno). Se encuentran en las plantas y se obtienen como aceites o como resinas, algunos son capaces de cbsorberla luz para la fotosíntesis y el fototropismo. Algunos ejemplos de estos compuestos son: = P-caroteno; precursor de la vitamina A (retinol). En huevos, zanahorias, tomates. » Fitol, se une aun grupo hemo para formar clorofila. En la membrana interna de los tilacoides. = Látex, se emplea para fabricar caucho. = Vitaminas liposolubles, tales como: La vitamina A (retinol), la vitamina E (a-tocoferol) y la vitamina K (fitomenadiona). » Monoterpenos de los aceites esenciales en vegetales, entre los más conocidos tenemos: geraniol, mentol, limoneno, pineno, alcanfor. = Algunas coenzimas tales como: ubiquinona (transportadora de hidrógeno en la cadena respiratoria), coenzima Q, plastoquinonas. ESTEROIDES Derivan del compuesto ciclopentanoperhidrofenantreno o esterano; su hidrólisis no da ácidos grasos. Son componentes de membranas celulares y muchos actúan como mensajeros químicos. Presentan cuatro — anillos o ciclos de carbono, unidos a varios grupos funcionales como alcoholes, ácidos carboxílicos y cetonas. Entre los esteroides tenemos: » Colesterol, precursor de hormonas sexudes, las vitaminas D y las sales biliares. Es la molécula base que sirve de síntesis de casi todos los esteroides. Es el esterol más abundante en los animales. Está presente en las membranas biológicas. » — Ácidos biliares, emulsionan lípidos facilitando su absorción intestinal. » Andrógenos, hormonas masculinas que regulan la espermatogénesis y las características sexuales masculinas. Ej. Testosterona. » Estrógenos, hormonas femeninas implicadas en la primera fase del ciclo menstrual. Provocan el estro o celo en los animales, ejemplo, el estradiol. » Gestágenos, hormonas implicadas en el ciclo menstrual y de particular importancia durante el embarazo. Produce la maduración del óvulo, ejemplo la progesterona. * Corticoides, hormonas segregadas por la corteza suprarrenal. Ejemplo: corticosterona y cortisol, tienen efecto sobre el metabolismo de carbohidratos, lípidos y proteínas. La aldosterona, tiene efecto sobre la eliminación y retención de agua y sales en el riñón. » Ecdisona, hormona esteroide de los artrópodos; permite el cambio o muda del caparazón y el crecimiento de insectos y crustáceos. » Fitosteroles, entre los que se encuentran las giberelinas, hormonas del crecimiento vegetal: provocan la germinación de las semillas y crecimiento en longitud de las plantas. » Micosteroles, se encuentran en hongos y levaduras, por ejemplo, el ergosterol, se convierte en vitamina D (calciferol) por irradiación de la luz ultravioleta. 169 CPU-UNPRG PROSTAGLANDINAS Derivadas del ácido araquidónico (20 carbonos). Se les ha encontrado en el plasma seminal, próstata y en las vesículas seminales. Intervienen en la contracción muscular y la coagulación de la sangre. Tienen funciones diversas como: = Intervenir en la contracción del músculo liso. » Estimular la secreción gástrica. » Provocar la variación de la presión sanguínea. * Acelerar los procesos inflamatorios. = El uso clínico puede provocar el parto y el aborto terapéutico. Los tromboxanos intervienen en la coagulación y cierre de heridas. PROTEÍNAS Compuestos orgánicos formados por C, H, O y N; además pueden tener S, P Fe, Cu y Mg. Son polímeros de AMINOÁCIDOS, los cuales están unidos por enlaces peptídicos. Los aminoácidos presentan un grupo amino (NH2”), un grupo carboxilo (COOH”) y una cadena carbonada. La unión de aminoácidos puede formar oligopéptidos (inferior a 10 aminoácidos), polipéptidos (entre 10 a 80 aminoácidos) o proteínas (más de 80 aminoácidos). Las proteínas pueden tener hasta más de mil aminoácidos, como unidades estructurales Se han identificado más de 300 aminoácidos diferentes en la naturaleza, pero solo 20 forman el esqueleto básico de las proteínas. AMINOÁCIDOS EN HUMANOS ESENCIALES NO ESENCIALES - Arginina - Alanina - Fenilalanina - Asparagina - Histidina - Ac. Aspártico - Isoleucina - Ac. Glutámico - Leucina - Cisteína - Lisina - Glicina - Metionina - Glutamina -Treonina - Prolina - Triptófano - Serina - Valina - Tirosina TIPOS DE AMINOÁCIDOS NEUTROS Y NEUTROS NO ÁCIDOS BÁSICOS POLARES POLARES (Hidrófilos) (Hidrófobos) Metionina Lisina Alanina Serina Arginina Leucina , Treonina Aspártico Histidina % Isoleucina 4 Triptófano Glutámico Aspargina . Prolina Cisteína Glutamina Fenilalanina Tirosina Glicina Valina 170 CPU-UNPRG ALGUNAS DIFERENCIAS ENTRE LAS MOLÉCULAS DE ARN Y ADN CARACTERÍSTICAS ARN ADN Adenina Adenina BASES Guanina Guanina NITROGENADAS Citosina Citosina Uracilo Timina AZÚCAR (Pentosa) Ribosa Desoxirribosa -Ribosomas - Cromosoma: eucariótico y - Nucleolo procariótico - Genoma viral - Genoma viral UBICACIÓN - Mitocondrias - Mitocondrias - Citoplasma - Cloroplastos - Cloroplastos - Plásmidos - Llevar información genética del ADN - Portador de información FUNCIÓN (núcleo) hacia el citoplasma para la - 4 4 genética síntesis de proteínas - ARN ribosómico (ARNr): forma globular. - ADN cromosómico CLASES - ARN mensajero (ARNm): forma lineal. - ADN mitocondrial - ARN de transferencia (ARNt): forma hoja de trébol. - ADN plastidial - ADN plasmídico DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR JO—ONO——TDOJ Transcripción directa Traducción ADN ——— ARN > PROTEÍNA — Transcripción inversa 173 CPU-UNPRG ESTRUCTURA DE UN NUCLEOTIDO Base Nitrogenada Fosfato O” so Papa "O0—P—0—CHa Ence Unión II Fosfodiester 4 z 2 Pentosa Fosforico H 3! 2 OH OH N AT 3:4nm NA] L- 2.0nm Estructura bihelicoidal del ADN 174 OO Uniones complementarias entre bases nitrogenadas A E ¡ CPU-UNPRG ESTRUCTURAS SUBCELULARES: LOS VIRUS I. CARACTERÍSTICAS Los virus no son células, no son considerados como seres vivos, son estructuras macromoleculares (complejos supramoleculares) de un diámetro de 0,02 ¡m - 0,3 jm!. Están constituidos por ARN o ADN y proteína. Descubiertos por Ivanowsky (1892) al estudiar la enfermedad conocida como el mosaico del tabaco. Los virus pueden alternar dos estados distintos: intracelular (activo) y extracelular (inactivo: virión, partícula viral infectante). Afectan a todo tipo de células. Son considerados parásitos intracelulares obligados. Estas partículas subcelulares atraviesan los filtros bacteriológicos y visibles con el microscopio electrónico. Los virus muestran las propiedades de autorreplicación y mutación, no son capaces de autorreparación, ni tienen un sistema de transducción de energía. Requieren tejidos vivos para replicarse. No son susceptibles a los antibióticos. II. ESTRUCTURA » Genoma.- Constituido por un solo tipo de ácido nucleico, el ARN o el ADN (no ambos) y pueden ser una cadena única o doble, lineal, abierta, circular o estar segmentado. En esta molécula se almacena la información genética para la replicación del virus. Se encuentra en la parte central del virus. Es la parte infectiva del virus. El ácido nucleico está rodeado de una cápside. » Cópside.- Cubierta proteica constituida por la unión de proteínas globulares llamados capsómeros (unidades estructurales), que rodea al genoma (ácido nucleico). La cápside y el genoma (ARN o ADN), en conjunto forman el virión o nucleocápside. Algunos virus poseen una envoltura de tipo membranoso alrededor de la cápside, que puede ser parte de la célula infectada (anfitriona) y es una estructura común en los virus que infectan las células animales, como por ejemplo: herpes, gripe, SIDA, rabia, viruela. La disposición de los capsómeros da lugar a las diferentes formas de virus. TIT. ENFERMEDADES CAUSADAS POR VIRUS Virus con ARN Virus con ADN Rania Poliomielitis Hepatitis B Herpes Sarampión Herpes simple Paperas Viruela Rubéola Varicela RN $ Dengue Bacteriófagos e Hepatitis A Conjuntivitis Rabia Bacteriófago SIDA Influenza (gripe) Hepatitis C Mosaico del tabaco Ébola Mosaico del Chikungunya Sarampión hai Diversas formas de Virus Virión: Estado extracelular de un virus. Viroides: Pequeñas moléculas circulares de ARN monocatenario, sin capa proteica ocápside. Fitopatógenos. Priones: Partículas proteicas infecciosas. Responsables de enfermedades neurodegenerativas: prurito lumbar de las ovejas, encefalopatía espongiforme (enfermedad de las vacas locas). Bacteriófagos o fagos: son virus que infectan bacterias. 175 CPU-UNPRG c) Funciones: + NUTRICIÓN. Autótrofa: por fotosíntesis y quimiosíntesis (bacterias oxidantes) y heterótrofa. + REPRODUCCIÓN. Asexual: Comúnmente por fisión binaria (bipartición). Produce genéticamente copias idénticas de la célula original. Sexual: Por conjugación con la transferencia de plásmidos (material genético) desde una bacteria donadora hacia una bacteria receptora, produciendo nuevas combinaciones genéticas que pueden permitir que las bacterias resultantes sobrevivan bajo una mayor variedad de condiciones. Plásmido: es una molécula pequeña circular extracromosómico de ADN que se encuentra en el citoplasma, frecuentemente lleva genes que ayudan a su sobrevivencia en ciertos ambientes como puede ser la resistencia a los antibióticos, d) Importancia: + Las bacterias no solo causan enfermedades en plantas y animales (un pequeño porcentaje), también son beneficiosas como las que reciclan el carbono, azufre, nitrógeno y fósforo (desintegradoras en el ecosistema). Algunas viven en el intestino del hombre (Escherichia coli) las cudes sintetizan vitaminas como BIOTINA; en rumiantes elaboran célulasa, una enzima que digiere la celulosa. + En la industria, las bacterias se usan para producir yogur, quesos, vinagre, así como en la producción de enzimas, bivinsecticidas, biofertilizante nitrogenado, antibióticos y vacunas. + En agricultura son importantes las bacterias que realizan fijación del nitrógeno atmosférico para las plantas leguminosas. B. CIANOBACTERIAS a) b) Características: Antiguamente llamadas algas azul verdosas, verde azules, cianofitas o cianofíceas. Unicelulares o coloniales. Son muy diversas y están ampliamente distribuidas en el ambiente: se las puede encontrar en cualquier sitio donde haya humedad (tierra húmeda, océanos, lagos, campos nevados, manantiales calientes que pueden llegar alos 85*C). Su sistema fotosintético está formado por membranas fotosintéticas concéntricas, que contienen clorofila y enzimas fotosintéticas, entre éstas se encuentran adheridos los cíanosomas (gránulos que contienen ficocianina y ficoeritrina). La energía solar absorbida por la ficocianina y ficoeritrina es transferida hacia las membranas que contienen clorofila, donde se realiza la fotosíntesis. El citoplasma suele presentar estructuras reconocibles como los carboxisomas (corpúsculos que contienen la enzima ribulosa-15-bifosfato carboxilasa, RuBisCO, que realiza la fijación del CO). Las cianobacterias llevan a cabo la fijación de nitrógeno en un tipo especializado de célula llamado Heterocisto. Estructura: - Pared Celular - Membranas fotosintéticas (clorofila) - Membrana Celular - Cianosomas: ficoeritrina (rojo) y ficocianina (azul) - Citoplasma - Ribosomas tipo 70 S (subunidades 305 - 505) - Nuclevide - Vesículas de gas, limitadas por membranas proteicas - Inclusiones 178 CPU-UNPRG c) Importancia: Ecológica: Por producir oxígeno (producto de la fotosíntesis) y reducir nitrógeno atmosférico para formar amoniaco. Son ejemplos de cianobacterias: Oscillatoria, Nostoc, Anabaena, Spirulina, Gleocapsa, Stigonema, Tolypothrix, Chroococcus, Microcystis, Eucapsis, Merispopedia En las lagunas alto andinas viven cianobacterias como Nostoc sp. “gushuro”que realiza fotosíntesis y fijación de nitrógeno, oxigenando la atmósfera y servir como alimento. Gránulo de Membrana almidón citoplasmática Material genético oscilatoria Pared celular Ribosoma Cubierta! Gloeotrichia Membrana Merismopedia Citoplasma fotosintética Algas Cianoficeas o Azules (Verdearuladas) CIANOBACTERIA C. ARQUEOBACTERIAS. Son un grupo de microorganismos unicelulares pertenecientes al dominio Archaea.Comprenden a bacterias metanógenas (anceróbicas, convierten el CO? en metano); bacterias halófilas (de ambientes salinos) y bacterias termoacidófilas (de ambientes calientes y ácidos: manantiales azufrosos calientes). TIPOS NUTRICIONALES DEL METABOLISMO DE LAS ARQUEOBACTERIAS Tipo nutricional Fuente de energía Fuente del carbono Ejemplos Fotótrofos Luz solar Compuestos orgánicos | Halobacteria Compuestos orgánicos o | Ferroglobus, Litótrofos Compuestos inorgánicos fijación del carbono Methanobacteria Compuestos orgánicos o | Pyrococcus, Organótrofos Compuestos orgánicos fijación del carbono Sulfolobus 179 CPU-UNPRG EUCARIOTAS Las células eucariotas son nucleadas (EU = verdadero; KARION = núcleo). Son de mayor tamaño que las células procariotas, pero al mismo tiempo muy variables. Los protistas, hongos, plantas y animales presentan estas células. MORFOLOGÍA CELULAR A. FORMA: Se distinguen dos clases de células a) DE FORMA VARIABLE O IRREGULARES: Cambian constantemente de forma. Ej. Leucocitos, amebas. b) DE FORMA ESTABLE O CONSTANTE: Mantienen su forma durante toda su vida, Pueden ser = Isodiamétricas: Las tres dimensiones son iguales. Ej. Óvulo. = — Aplanadas: Una dimensión es menor que las otras dos. Ej. Células epiteliales de revestimiento. = Alargadas: Su longitud es mayor que las otras dos dimensiones. Ej. Células musculares estriadas. » Estrelladas: Con numerosas prolongaciones. Ej. Neuronas. = Poliédricas: Presentan muchos lados. Ej. Células de plantas. = Discoidales: En forma de discos bicóncavos. Ej. Eritrocitos. B. TAMAÑO: Las células pueden ser: MICROSCÓPICAS: Su tamaño es menor a los 100 ¡m, no visibles por el ojo humano, entre estas se encuentran: glóbulos rojos (7,5 um), células epiteliales (30 ym). MACROSCÓPICAS: Su tamaño es mayor que los 100 ¿m. Ej. El huevo del avestruz que tiene un radio de 0,1 m, las fibras musculares miden de 2 06 cm, las fibras vegetales miden de 5 al8 cm, las neuronas humanas miden hasta 1 m, las amebas miden 300 ym. C. VOLUMEN: Es constante para un determinado tipo celular, independiente del tamaño del individuo, compatible con laley del volumen celular constante. D. NÚMERO: Es variable; hay organismos unicelulares y pluricelulares. En el ser humano se estima que hay 6 x 10% células. FISIOLOGÍA DE LOS ORGANELOS Y ESTRUCTURAS CELULARES ESTRUCTURA Y ORGANELOS FUNCIÓN ORGANELOS MEMBRANOSOS - Respiración celular, Producción de energía (ATP) Mitocondrias mediante la utilización de la energía almacenada en las moléculas alimenticias - Fotosíntesis: Síntesis de glucosa - Almacenan sustancias de reserva (almidón y grasas). - Contienen pigmentos carotenoides (xantofila, caroteno, licopeno). Plastos * Cloroplastos * Leucoplastos * Cromoplastos Cloroplasto 180 CPU-UNPRG CUADRO COMPARATIVO ENTRE PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS ESTRUCTURA Y ORGANELOS CELULARES PROCARIOTAS EUCARIOTA Bacterias, cianobacterias y Representantes arquecbacterias Protistas, hongos, plantas y animales Cianobacterias: celulosa, hemicelulosa y . Pared celular pectina, Plantas: Celulosa, hemicelulosa y pectina Bacterias: peptidoglucano Hongos: Quitina. Membrana nuclear (carioteca) Ausente Presente ADN Desnudo: Sin histonas Asociado con histonas Cromosomas Único, circular Múltiples, lineales Reproducción aci enn común Mitosis (asexual) y meiosis (sexual). Organelos membranosos: Cloroplastos, Retículo Endoplásmico, Complejo de Golgi. Vacuolas, mitocondrias, Ausentes Presentes lisosomas, peroxisomas, glioxisomas. Organelos no membranosos: Ribosomas Presentes (70 S) Presentes (80 S) Centriolos Ausentes Presentes en animales y algas flageladas. Citoesqueleto: Microtúbulos, Microfilamentos y Ausentes Presentes Filamentos Intermedios. Inclusiones citoplasmáticas Presentes Presentes Célula Eucariota Tamaño aprox: 2-100 pm. Aparato de Golgi Membrana nuclear ADN nuclear Ribosoma 805 Pared (en células vegeta Membrana citoplasmática Retículo endoplasmático. Mitocondria Pared Ribosoma 70S Plásmido extracromosómico) ADN cromosómico Membrana citoplasmática Mesosoma Célula Procariota Tamaño aprox: 0.5-3 jam 183 CPU-UNPRG OBJETIVOS: - Conocer y comprender el proceso metabólico para la adquisición y gasto de energía. - Comprender la función principal del ATP (Adenosín trifosfato). - Analizar y comprender cómo los nutrientes (carbohidratos, lípidos y proteínas) se degradan para producir energía. I. DEFINICIÓN La nutrición es un proceso mediante el cual la célula adquiere y usa nutrientes para obtener materia y energía; y así realizar sus funciones vitales como: nutrición, relación y reproducción. El proceso comprende una serie de cambios químicos conocidos como metabolismo. 1. METABOLISMO. (Metabole = Cambio) Es el conjunto de reacciones bioquímicas que se producen en las células, en las cuales se forman y degradan moléculas, almacenando y liberando energía. Se pueden distinguir simultáneamente: Anabolismo y Catabolismo. METABOLISMO | tiene dos fases dos fases que pueden ocurrir ANABOLISMO CATABOLISMO > Sintesis > Catálisis * Génesis * Lisis » Endotérmico * Exotérmico * Endergónico * Exergónico 11. UTILIZACIÓN DE LA ENERGÍA El Adenosín trifosfato (ATP). El ATP es una macromolécula energética formada por una base nitrogenada (ADENINA), un carbohidrato (RIBOSA) y tres grupos fosfato. Dos de los enlaces del grupo fosfato son de alta energía. Se les llama así porque ceden fácilmente un alto porcentaje de su energía, más que cualquier otro enlace químico. El ATP se forma por un fenómeno conocido como fosforilación. 184 CPU-UNPRG La fosforilación más común, suele ser la oxidativa, en la mitocondria; donde el paso de NADH2 ; FADH» y los electrones por la cadena de citocromos (Cadena Respiratoria) produce la unión del grupo fosfato al ADP, formando así el ATP. (ADP + Pi > ATP). El ATP no es una molécula de almacenamiento de energía a largo plazo. La unión de ADENINA + RIBOSA forman un nucleósido: la ADENOSINA. ESTRUCTURA MOLECULAR DEL ATP NH Adenina ] po Enlaces de alta energía I Il A —H Ribosa H ( Nucleósido ) ( Nucleótido : AMP y QM Nucleótido : ADP Nucleótido : ATP FUNCIONES DEL ATP TRANSPORTE ACTIVO ENERGÍA MECÁNICA (Trabajo muscular) SINTESIS ENERGÍA LUMINOSA «+ CARBOHIDRATOS (Bioluminiscencia) ++ GRASAS. >] , <+ PROTEÍNAS. ENERGÍA ELECTRICA (Impulso nervioso) «=> «+ ÁCIDOS NUCLEICOS. + LÍPIDOS. ENERGÍA QUÍMICA a (Biosíntesis de proteínas, grasas, etc.) RESPIRACIÓN ENERGÍA CALÓRICA (Calor corporal). 185 CPU-UNPRG CUADRO COMPARATIVO ENTRE LA FASE LUMINOSA Y LA FASE OSCURA DE LA FOTOSINTESIS DE PLANTAS FASE LUMINOSA FASE OSCURA Fase Fotoquímica o Reacción de Hill Fase Termoquímica o Reacción de Calvin y Benson Ocurre en la membrana tilacoidal Ocurre en el estroma del Cloroplasto 1. Carboxilación: Fijación del CO2 por medio de la 1.- Fotoexitación de la clorofila: Por absorción de la luz. Ribulosa 1.5 Bi PO4 2, Reducción del ácido Fosfoglicérico a 2, Fotólisis del agua: 2 H¿0 PH + 0% Fosfogliceraldehído por acción del NADPH+H 3. Fotorreducción del NADP+ 3. Gasto de 18 ATP 4, Fotofosforilación 4, Formación del compuesto orgánico (glucosa) + Las CLANOBACTERIAS realizan la misma fotosíntesis que las plantas verdes. + Un grupo de bacterias como las PÚRPURAS realizan fotosíntesis anoxigémica, porque utiliza una sustancia diferente al agua -como el H2S- donador de protones y electrones y como consecuencia NO LIBERA OXÍGENO. 6 CO2 + 12 H25 Pame Cá0s + 6 H:0+ 125 Luz solar CUADRO COMPARATIVO ENTRE LA FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA Y ANOXIGÉNICA FOTOSÍNTESIS ANOXIGÉNICA FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA 1. Libera Azufre(S) 1. Libera Oxígeno (02) 2. Tiene al H2S como fuente de protones y electrones 2. Tiene al H20 como fuente de protones y electrones 3. Bacterioclorofila 3. Clorofila abc, d 4, Fotosistema 1 (P-700) 4, Fotosistema 1 (P-700) y Fotosistema IT(P-680) 5. Fotofosforición cíclica 5. Fotofosforilación acíclica y cíclica 6. Ejemplos: Bacterias verdes y púrpuras sulfurosas 6. Cianobacterias, algas y plantas Nota: Clorofila a y b: Presente en plantas, euglemofitas y clorofitas. Clorofila a y c: Presente en crisofitas, dinoflagelados y feofitas. Clorofila a y d: Presente cianobacterias y rodofitas. 8) NUTRICIÓN AUTÓTROFA POR QUIMIOSÍNTESIS. Ciertos organismos obtienen energía de la oxidación de moléculas inorgánicas (éstas actúan como donadores de electrones), donde combinan el oxígeno con moléculas como el azufre, amoníaco o nitritos, liberando por lo tanto, sulfatos y nitratos al ambiente, nutrientes esenciales para las plantas. La principal diferencia con la fotosíntesis es que no se utiliza energía luminosa. Este tipo de nutrición es realizado por bacterias oxidantes. a) Bacterias nitrificantes. Nitrosomonas oxida NHa a nitritos, y Nitrobacter reduce nitritos a nitratos, que sirven para cubrir las necesidades de nitrógeno de las plantas. 2NH4 + 302 > 2N0; + 4H + 2H20 + Energía 2NO¿ +02 > 2NO»3 + Energía B) Bacterias sulfurosas: Oxidan el ácido sulfhídrico proveniente de la putrefacción de sustancias orgánicas y lo convierten en azufre libre. Ej. 7híobacillus. €) Bacterias férricas. Oxidan sales ferrosas (Fe"") hasta sales férricas (Fe*”). Ej. Ferrobacillus A) Bacterias hidrógenas: Oxidan el hidrógeno molecular hasta obtener agua utilizando la energía de esta oxidación. Ej. Hidrogenomonas. 188 CPU-UNPRG 2. NUTRICIÓN HETERÓTROFA Las células de heterótrofos obtienen la energía almacenada en los alimentos producidos por los autétrofos; y por lo tanto tienen que realizar catabolismo de las moléculas que los conforman. La principal fuente de energía de la célula es la glucosa, sin embargo puede utilizar otros compuestos intermediarios con el mismo propósito. A. GLUCÓLISTS. gr. Glycos= dulce, azúcar; lisis = disolución. La glucólisis es una secuencia compleja de reacciones que se efectúan en el citosol (citoplasma) de una célula mediante las cuales una molécula de glucosa se desdobla en dos moléculas de ácido pirúvico. Este desdoblamiento produce una ganancia de energía neta de 2 ATP y dos moléculas del transportador de electrones NADH. El ácido pirúvico formado puede seguir degradándose en dos vías alternativas: continuar en el citoplasma, donde se producen compuestos como ácido láctico (Fermentación Láctica), etanol y CO? (Fermentación Alcohólica), etc.: o ingresar en la mitocondria, donde la degradación produce CO, H20 y energía (aeróbica). La glucólisis consta de dos pasos principales: activación de la glucosa y producción de energía FERMENTACIÓN. - Es un tipo de glucólisis anaeróbica en donde una molécula de glucosa se degrada hasta ácido láctico o etanol y bióxido de carbono. 0) F. Láctica: En este tipo de reacción catabólica, la molécula de glucosa se convierte en ácido láctico. Interviene la enzima lactato deshidrogenasa o deshidrogenasa láctica, añadida a la oxidación del NADH». Realizan fermentación láctica: el músculo en trabajo intenso, las bacterias lácticas; importantes en la industria de la producción de yogur, leches ácidas, queso, etc. b) F. Alcohólica: La glucosa se degrada hasta etanol o alcohol etílico y CO2. En esta reacción el ácido pirúvico desprende CO? por acción de la enzima piruvato descarboxilasa; el acetaldehído producido se reduce a etanol por acción del NADH», catalizada por la enzima alcohol deshidrogenasa. Realizan fermentación alcohólica: levaduras de cerveza (Saccharomyces cerevisiae), levaduras de pan y bacterias alcohólicas. B. RESPIRACION CELULAR. - Secuencia de reacciones de oxido-reducción en donde la energía química contenida en los nutrientes (carbohidratos, lípidos y proteínas) se convierten finalmente en energía o ATP en el interior de la célula y que es utilizada para los diferentes procesos metabólicos y fisiológicos de la célula. El proceso es catabólico y la denominación de respiración celular se debe a la participación de oxígeno (aceptor de hidrógeno) al final de las reacciones de degradación. a) CATABOLISMO DE CARBOHIDRATOS. Presenta 2 fases: una anaeróbica, que se lleva a cabo en el citoplasma (citosol) con ausencia de oxígeno, donde intervienen enzimas citoplasmáticas y otra aeróbica, que se lleva a cabo en la mitocondria en presencia de oxígeno para producir H20. Fases: * Citosólica o citoplasmática: La glucosa se degrada hasta ácido pirúvico (piruvato), siguiendo bioquímicamente la misma vía anaeróbica de la glucólisis. * Mitocondrial: El ácido pirúvico, con participación de enzimas mitocondriales, se degrada para producir energía (ATP) , agua y CO. 189 CPU-UNPRG * Formación de acetil coenzima A (2C) a partir de ácido pirúvico (3C) y liberación de 2H y CO2. = Ciclo de Krebs o del Ácido Cítrico. Es la secuencia cíclica de reacciones en donde se elaboran compuestos intermedios de 6, 5, y 4 carbonos por hidratación, reducción: liberación de COz, ATP e hidrógenos (Ha). * Fosforilación oxidativa y cadena respiratoria: Son dos procesos simultáneos en los cuales, mientras se transporta electrones en reacciones en cadena (oxidación - reducción) se forma ATP. Cada vez que los aceptores de hidrógeno NAD y FAD participan en la cadena respiratoria, producen 3 y 2 ATP, respectivamente. Finalmente se produce agua. CUADRO COMPARATIVO ENTRE LA DEGRADACION ANAEROBICA Y AEROBICA DE LA GLUCOSA GLUCOLISIS ANAERÓBICA GLUCOLISIS AERÓBICA 1. Norequiere de oxígeno. 1. Requiere de oxígeno. 2. Sellevaa cabo en el citoplasma. 2. Sellevaa cabo en la mitocondria. 3, Degrada la glucosa hasta ácido pirúvico. 3, Degrada la glucosa hasta COz + H20 + energía. 4. El aceptor final de hidrógenos es el ácido |4. Elaceptor final de hidrógenos es el oxígeno. pirúvico. 5. Energíaneta= 2 ATP. 5. Energíaneta= 38 ATP. 2.- CATABOLISMO DE LÍPIDOS. La mayor parte de los lípidos suministrados en la dieta de los animales está en forma de triglicéridos, los cuales se digieren en el intestino delgado. Ahí se mezclan con las sales biliares y se hidrolizan a ácidos grasos libres y glicerol. El glicerol (3C) se transforma en ácido pirúvico y se degrada. Por otra parte, los ácidos grasos se descomponen metabólicamente por medio de reacciones enzimáticas (P- oxidación) hasta convertirse en unidades de Acetil Coenzima A. Estas ingresan al ciclo de Krebs degradándose y produciendo ATP en la cadena respiratoria. 3. - CATABOLISMO DE PROTEINAS. Las proteínas se degradan hasta aminoácidos. Estos siguen una secuencia de reacciones de transformación a través de dos procesos: a) Desaminación oxidativa. Donde hay liberación del radical amino (-NH2) por acción enzimática y en medio acuoso. Los grupos amino son transformados en úrea, ácido úrico o amoníaco. b) Degradación de los esqueletos de carbono. La otra parte del aminoácido (esqueleto de carbono) se degrada por varias secuencias multienzimáticas, todas convergen en vías que conducen al Ciclo de Krebs, ácido pirúvico o al acetil coenzima A. 190 CPU-UNPRG 4 Ñ:- a S OBJETIVOS. 1. Valorar la importancia biológica de los mecanismos cíclicos de división celular. 2. — Distinguir las variaciones en la estructura celular durante las fases de la mitosis y meiosis. 3. Establecer diferencias entre mitosis y meiosis. I. DEFINICIÓN La reproducción celular es un proceso donde la célula se divide originando nuevas células. La división en las células eucariotas es dirigida por el mismo material genético. Por otro lado, las células eucariotas sin núcleo no se dividen (eritrocitos de mamíferos), algunas han perdido su capacidad de reproducción como las neuronas, que en los mamíferos, después de su nacimiento, no se vuelven a dividir. IT. EL CICLO CELULAR Es el tiempo de vida de una célula y comprende desde el comienzo de una división hasta el comienzo de la siguiente. Se experimenta una serie de procesos y actividades, asegura el crecimiento y desarrollo de toda célula que culmina con la formación de nuevas células (hijas) a partir de una célula madre (división celular). En una célula eucariota se distingue dos etapas: Interfase: Es la primera etapa, de gran actividad metabólica, abarca el 90% a más del ciclo celular. División celular: Mitosis o meiosis. La célula duplica su | cromosoma durante el ciclo celula tamaño somera NOR opaereptcacón —— Trascpión 4 xo AS A > $ A ¿ / : cromesóna g Doplcación del e, DNA y proteínas. Fry Centrámero asociadas; oxsen sa Ú | na P genética de la célula para la división empiezan Ámontarse lose empiezan a condensarse , ¡Analia Metafase Interfase: NE Período de larga duración en la vida celular, hay intensa actividad metabólica 4 En (biosíntesis), la célula aumenta de tamaño (crece) y duplica su material genético (ADN). Transcurre entre dos divisiones sucesivas. Los centriolos (células animales) se duplican por lo general en el período S. La interfase comprende los períodos: 61, S y 62. A) Ga: Síntesis de proteínas, carbohidratos y lípidos. Incremento en el volumen citoplasmático y Formación de nuevas organelas. B) S: Se sintetiza (replica) nuevo ADN y las proteínas que intervienen en la Fibra superenolada estructura de los cromosomas (histonas). Duplicación de centriolos en células decae animales. C) 62: Se sintetizan las proteínas y materiales relacionados con la división fi — ADN celular. Se corrigen errores de la Fase S. La célula almacena energía RAS, 193 2. Divisi n celular: CPU-UNPRG Es la segunda etapa, en la cual todo el material previamente duplicado inicia su distribución hacia las células hijas. La división celular eucariótica comprende dos etapas: de división nuclear (cariocinesis) y la división del citoplasma (citocinesis), por el cual se originan nuevas células por mitosis (en células somáticas): o meiosis (en células germinales). A) MITOSIS a) Concepto: Proceso de división por el cual se originan dos células hijas idénticas entre sí y a la célula madre de donde se formaron, es decir contienen cantidades semejantes de citoplasma e igual cantidad de material genético. Es propia de células somáticas. El proceso incluye una serie de cambios que ocurren tanto en el núcleo como en el citoplasma. Lo característico es la formación de los cromosomas a expensas de la red cromática o cromatina y su distribución equitativa a las células hijas manteniendo constante el material genético de la célula madre. b) Fases: La división celular es un proceso continuo, se le divide en cuatro fases por fines didácticos. PROFASE (Pro: antes, Phasis: aspecto) Condensación progresiva de la cromatina, los cromosomas aparecen como estructuras filamentosas o granulosas, que se condensan a medida que avanza el proceso. Cada cromosoma está formado por dos cromátidas hermanas idénticas (duplicadas en la fase S) unidas por un centrómero. Los centriolos duplicados (células animales) se separan y migran hacia los polos opuestos de la célula. Los centriolos están rodeados por el áster (filamentos de proteína que convergen a los centriolos a manera de rayos) controlando la formación del huso mitótico. Se forma el huso acromático o mitótico, que es un arreglo elipsoide que consta de microtúbulos. Los cromosomas por medio de sus cinetocoros se fijan independientemente a los microtúbulos del huso (llamados ahora microtúbulos cinetocóricos) El nucléolo y la membrana nuclear o carioteca se desorganizan, marcando el fin de la fase. MITOSIS (5) -— Replicación de ADN METAFASE (Meta: después) Período muy corto. Los cromosomas duplicados alcanzan su máximo grado de condensación (grosor), se dinean en el eje ecuatorial de la célula, formándose la placa ecuatorial o metafásica. Esta fase es propicia para hacer estudios morfológicos de los cromosomas (cariotipo). ANAFASE (Ana: regresar) Los cromosomas, formados por dos cromátidas hermanas, por tracción de las fibras del huso mitótico se dividen por su centrómeros originado dos cromosomas hijos independientes (cromosomas simples) y migran hacia polos opuestos arrastrados por las fibras del huso acromático que se acortan. Se inicia la eitocinesis (constricción y división del citoplasma a nivel del “ecuador” de la célula) TELOFASE (Telos: fin) Las cromátidas hermanas (ahora cromosomas hijos) cerca de los polos celulares se alargan y desenrollan (descondensan) y vuelven finalmente a la forma de cromatina. Se desorganiza el huso acromático, se reconstituyen las membranas nucleares a partir de fragmentos del retículo endoplasmático, reaparece el nucléolo, terminando así la división del núcleo o cariocinesis. Finaliza la mitosis con la formación de dos células hijas con la misma cantidad de material genético de la célula madre. 194 CPU-UNPRG MITOSIS EN LA CÉLULA VEGETAL En las células vegetales no hay centriolos ni ásteres pero se forma el huso mitótico (mitosis anastral). La separación de las células hijas no se produce por constricción sino por tabicamiento del citoplasma originado por la aparición del fragmoplasto (placa celular) en el “ecuador” de la célula. Más tarde se forma una nueva pared celular a ambos lados de la placa celular y dos nuevas células hijas. c) Importancia de la mitosis: + Aumenta el número de células en organismos pluricelulares permitiendo el crecimiento, reparación, regeneración de tejidos, cicatrización de órganos y en organismos unicelulares eucariotas, permite su multiplicación (reproducción). + Biológicamente mantiene constante el número de cromosomas. + Es un tipo de división celular a partir de una célula madre. B) MEIOSIS 0) Concepto: Es un proceso de división celular que se realiza en células germinales de organismos con reproducción sexual. Tiene por objeto recombinar el material genético y reducir los cromosomas a la mitad, originando cuatro células hijas haploides o monoploides () que se transformarán en gametos. Es una división: - Gonídica: Se realiza en las gónadas (testículos y ovarios) - Reduccional: Las células hijas resultantes (4) poseen n cromosomas (haploides) y la célula madre presenta 2n cromosomas (diploide) - Heterotípica: Las células hijas y la célula madre son genotípicamente diferentes. Durante todo este proceso que demora desde el período embrionario hasta el desarrollo sexual secundario, los cromosomas sufren una recombinación de la información genética produciendo una gran variedad de gametos debido al entrecruzamiento de los cromosomas homólogos. b) Divisiones: Es importante porque los cromosomas sufren dos eventos significativos: la recombinación genética y la célula reduce su número PRIMERA DIVISIÓN MEIÓTICA O FASE REDUCCIONAL MEIOSIS de cromosomas. Renticació eplicación de ADN y Recombinación PROFASE I. » Leptoteno: (Leptos: delgado, nema: filamento) La cromatina se condensa y los cromosomas duplicados (cromátidas hermanas) se División Celular 1 hacen gradualmente — visibles, observándose como simples filamentos (cromómeros). » Cigoteno: (Cygon: adjunto) Apareamiento (símapsis) de los cromosomas homólogos formándose el complejo sinaptonémico (estructura proteica que permite el proceso de apareamiento de cromosomas homólogos). El conjunto formado por los cromosomas homólogos unidos por el complejo sinaptonémico es llamado bivalente (porque contiene dos cromosomas unidos) o sétrada (porque está formado por cuatro cromátidas). 195 CPU-UNPRG OBJETIVO. 1. Conocer las principales características estructurales y funcionales de los tejidos vegetales. . 2. Conocer las diferentes clases de tejidos vegetales estableciendo sus principales diferencias. HISTOLOGÍA: Ciencia que estudia la estructura, organización y fisiología de los tejidos. Tejido: Conjunto de células morfológicamente semejantes que tienen el mismo origen embriológico y que realizan la misma función. Recordemos que existen tejidos vegetales y tejidos animales. TEJIDOS VEGETALES se clasifican en Embrionarios o Adultos o Meristemáticos Definitivos Por su ubicación son Por su función son E 1 j ] Apicales Laterales Protector Fundamental Vascular Evena terminal E Cambium vascular E Enidermis Clorénquima E Xilema Cono vegetativo Cambium suberoso Súber Aerénquima Floema Acuífero Reservante Mecánico Secretor E coléngumo Esclerénquima Peridermis: Normalmente la peridermis reemplaza a la epidermis en los tallos y en las raíces que tiene crecimiento secundario. La peridermis está formada mayoritariamente por un tejido suberoso protector que en la madurez tiene células muertas de paredes muy suberificadas, por el cambium suberoso o felógeno y por la felodermis hacia la parte interna. CARACTERÍSTICAS LOCALIZACIÓN Y FUNCIÓN DE LAS PRINCIPALES CÉLULAS VEGETALES TIPO CELULAR CARACTERÍSTICAS LOCALIZACIÓN FUNCIÓN Por toda la planta, ya sea enel tejido parenquimático de la Procesos metabólicos Forma: normalmente poliédrica; variable. como la respiración, la Pared celular: primaria, o primaria y secundaria; digestión y la , corteza, ya sea en la Y a Parénquima — | puede ser lignificada, suberificada, o cutinizada. fotosíntesis: almacén y medula o en los radios - Vivas en la madurez conducción: medulares, o en el xilema y el floema cicatrización de heridas y regeneración. 198 CPU-UNPRG Forma: alargada. Pared celula: desigualmente engrosada; solo En la periferia (por debajo de la epidermis) en los tallos jóvenes en elongación: a menudo Soporte en el cuerpo albuminífera cribosos, pero generalmente no derivan de la misma célula madre que la célula cribosa; tiene muchas conexiones con la célula cribosa. Colénquima | amemaria (no lignificada) como un cilindro o solo | vegetal primario. Vivas en la madurez en grupos; en fajas a lo largo de las venaciones de algunas hojas. Algunas veces en la Forma: generalmente muy alargadas. corteza de los tallos, Pared celular: primaria y secundaria gruesa (a | mayoritariamente Fibras Soporte. menudo lignificada). asociadas al xilema y al A menudo (no siempre) muertas en la madurez. floema: en las hojas de monocotiledóneas. Forma: variable, generalmente más cortas que las fibras. Esclereidas | Pared celular: primaria y secundaria gruesa Por toda la planta. Mecánica: protectora. (generalmente lignificada) Pueden estar vivas o muertas en la madurez. Principal elemento Forma: alargada y acabada en punta. conductor de agua en rraqueid Pared celular: primaria y secundaria; lignificada; Xilema. gimmospermas y en O TA punteaduras, pero no perforaciones, plantas vasculares sin Muertas en la madurez. semilla; también en angiospermas. Forma: alargada, generalmente no tanto como las odas . . . Principal elemento ared celular: primaria y secundaria; lignificada; , conductor de agua en Tráqueas contiene punteaduras y perforaciones; alguna Xilema engiospermas. traqueidas unidas extremo con extremo forman un vaso, Muertas en la madurez. Forma: alargada y acabada en punta. Pared celular: primaria en la mayoría de especies; Principal elemento Célul con áreas cribosas; calosas a menudo asociada a la conductor de nutrientes osa pared y a los poros. Floema. en gimnospermas y en erbos2 | Vivas en la madurez: en la madurez carecen de plantas — vasculares sin núcleo o contienen tan solo restos nucleares; no semilla, hay distinción entre vacuola y citoplasma. Forma: generalmente alargada. , Pared celular: primaria. Se cree que juegan un Célula | Vivas en la madurez; asociadas a las células papel de movimiento de Floema. los nutrientes hacia dentro y hacia fuera de la célula cribosa. 199 CPU-UNPRG Forma: alargada. Pared celular: primaria, con áreas cribosas en los extremos de la pared con poros mucho más grandes que los de las paredes laterales (esta Elementos de | Pte de la pared se denomina placa cribosa). los Calosa a menudo asociada a la pared y a los poros. Principal elemento tubos Vivas en la madurez; carecen de núcleo, o Floema. conductor de nutrientes eribosos contienen sólo restos de núcleo en la madurez; en angiospermas. contienen una sustancia proteica denominada proteina P, en dicotiledóneas y en algunas Monocotiledóneas; cuando varios elementos de los tubos cribosos se disponen en series verticales constituyen un tubo criboso. Forma: variable, generalmente alargada. . Se cree que juegan un Pared celular: primaria. papel en el movimiento 6 Vivas en la madurez; estrechamente asociadas a Célula de nutrientes hacia los elementos de los tubos cribosos; derivan de la Floema. acompañante fuera y hacia dentro del misma célula madre que el elemento de los tubos cribosos; contienen numerosas conexiones con el elemento de los tubos cribosos. elemento de los tubos cribosos, Fuente. - Biología de las Plantas de Raven-Evert -Eichhorn pag.398- 399 A. TEJIDOS EMBRIONARIOS O MERISTEMOS CARACTERÍSTICAS CLASES Células pequeñas, no diferenciadas, membrana delgada, abundante citoplasma, núcleo grande. Con vacuolas pequeñas o sin ellas. Forman u originan tejidos adultos. En continua división por mitosis. e Meristemo primario o apical: Responsable del crecimiento en longitud de la planta. Ubicado en el cono vegetativo de la raíz y yema terminal del tallo. e Meristemo secundario o lateral: Responsable del crecimiento en grosor de la planta. Aquí se encuentra el cambium vascular o simplemente cambium y el cambium suberoso o felógeno. Se ubican al interior de raíces y TEJIDO MERISTEMÁTICO tallos. 200 CPU-UNPRG HOJA CARACTERÍSTICAS: «+ — Origen: Primordios o esbozos foliares. + Principal órgano fotosintético. + Crecimiento limitado. Ápice Margen Haz o borde Base Nervadura principal o medial Nervadura secundaria Estípula % Vaina: base del peciolo + Peciolo + Limbo: haz, envés, épice, base, borde y nervaduras. FUNCIONES: + Fotosíntesis Respiración Transpiración Almacenamiento Protección (estípulas) Fijación (zarcillos) FORMAS ESPECIALES + Espinas foliares: - Defensa: algarrobo. - Evitar transpiración: cactus. Zarcillos foliares: arveja Suculentas o carnosas: sábila Estípulas - Protección: rosa - Fotosíntesis: arveja, cucarda Cotiledones Hipsofilos o brácteas: papelillo. Catáfilas: cebolla FLOR CARACTERÍSTICAS: «+ Órgano reproductor sexual de plantas superiores (fanerógamas o antofitas) PARTES: % Pedúnculo: eje que sostiene la flor. + Receptáculo: lugar donde se insertan los verticilos florales: cáliz, corola, androceo y gineceo. Envolturas florales: <> CÁLIZ: sépalos + COROLA: pétalos Órganos sexuales + ANDROCEO: órgano masculino constituido por estambres (antera y estilo). + G6INECEO: órgano femenino constituido por carpelos (estigma, estilo y ovario). 203 DEFINICIÓN: (del griego Taxis: orden: Nomos: regla, ley) Es la ciencia que ordena, clasifica y da nombres a los organismos vivos, agrupándolos según sus características estructurales, fisiológicas, ciclo de vida, registros fósiles, parecido bioquímico y genético. Dentro de la taxonomía destacan dos áreas importantes: la Clasificación y la Nomenclatura. La «lasificación, es el proceso de establecimiento y definición de grupos sistemáticos. La nomenclatura, es la aplicación de nombres a los grupos creados. Una categoría taxonómica, es el nivel o rango en una clasificación jerárquica, por ejemplo, la categoría Orden. Los niveles se denominan con nombres convencionales y están anidados unos con otros, siguiendo un orden y formando una estructura denominada Jerarquía taxonómica. Entre los diversos sistemas de clasificación propuestos, el diseñado por CARLOS LINNEO (Siglo XVIII) es el Único que se mantiene, con algunas modificaciones, hasta la fecha. SISTEMA DE NOMENCLATURA BINARIO.- El nombre científico. LINNEO ideó un Sistema de Nomenclatura Binaria. Según este sistema cada especie se. designa mediante dos nombres: el genérico y el específico, derivados generalmente del latín. Ejemplo: Penelope albipemis “pava dliblanca", Cajanus cajan "frijol de palo": todas son minúsculas, excepto la primera letra del nombre genérico; ambos nombres en letras itálicas o subrayado (antiguamente). Lo fundamental es diferenciar el nombre científico del resto del texto. La designación de una subespecie o variedad se realiza agregando un tercer nombre. Ejemplo: En el caso del “halcón peregrino”, el nombre científico de la especie es Falco peregrinus: una de las subespecies es Falco peregrínus tundrius. Un GÉNERO comprende un grupo de especies estrechamente relacionadas. Una ESPECIE es un grupo de individuos con semejanzas estructurales y funcionales o de desarrollo, que producen una descendencia fértil. R. H. Whittoker (1969) clasificó Cinco Reinos de Seres Vivos PROTISTA Funer PLANTAE * Eucarioras * Eucariotas * Uri/pluricelulares * AuroJheterórrofos| + Pluricelulares * Autrórofos ED) E) E) Deureramiceros cami) Mamíferos Aves Reptiles Anfibios Peces 204 CPU-UNPRG IIT. CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA JERÁRQUICA: En la clasificación biológica se utilizan, por convención, las categorías de la jerarquía linneana: Especie, Genero, Familia, Orden, Clase, División (para moneras, hongos, algas y plantas) o Phylum (para protozoos y animales) y Reino. El plural de Phylum es Phyla. ESPECIE Unidad fundamental de Clasificación GÉNERO Conjunto de especies FAMILIA Conjunto de géneros Sufijo en plantas: aceae Sufijo en animales: ¡dae ORDEN Conjunto de familias Sufijo en plantas: ales CLASE Conjunto de órdenes PHYLUM DIVISIÓN Conjunto de clases Conjunto de clases (Protozoos y animales) (Moneras, hongos y plantas) A] REINO Conjunto de Phylum (Phyla) o Divisiones 205 CPU-UNPRG 5. REINO ANIMALIA. - Organismos eucarióticos pluricelulares, heterótrofos. Muchos presentan diferenciación tisular avanzada y sistemas orgánicos complejos. Carecen de paredes celulares. Son capaces de moverse por contracción muscular, Responden extremada y rápidamente a los estímulos, debido a que disponen de un tejido nervioso especializado para la coordinación de las reacciones. ++ PORÍFERA: Las esponjas son los animales más sencillos, carecen de tejidos diferenciados y órganos. + CNIDARIA o COELENTERATA (Celentéreos): Con tejidos diferenciados, carecen de órganos verdaderos. Ej. Hidras, medusas, anémonas, corales, + PLATYHELMINTHES (gusanos planos): Con órganos desarrollados. Ej. planarias, dlicuya, tenias. + NEMÁTODA o NEMATELMINTOS (gusanos redondos): Sistema de órganos. Ej. Ascaris lumbricoides (lombriz intestinal), 7richinella (triquinosis), oxiuros, gusano del corazón de los perros. + ANNELIDA (Anélidos): gusanos segmentados. Sistema de órganos. Ej. Lombriz de tierra, sanguijuelas. + ARTHROPODA (Artrópodos): Sistema de órganos. Son los animales dominantes en la Tierra. Clase Arachnida: arañas, escorpiones, garrapatas, ácaros. Clase Crustácea: langosta, cangrejo, camarón, langostino, Daphnia sp. (pulga de agua), chanchito de la humedad, percebes, Krill (principal alimento de la ballena azul). Clase Insecta: saltamontes, cucarachas, chinches, moscas, mariposas, gorgojos, hormigas. Case Chilopoda (Quilópodos): Ciempiés o escolopendras. Case Diplopoda (Diplópodos): Milpiés. + MOLLUSCA (Moluscos): Sistema de órganos. Clase Gasteropoda (univalvos): Ej. Caracoles terrestres (Helix aspersa), babosas marinas, lapas. Case Pelecypoda (bivalvos): Ej. Almejas, ostiones, mejillones, choro, conchas de abanico, machas. Case Cephalopoda: Ej. Calamar (Lo/igo sp.), pulpo (Octupus sp.) Clase Amphineura (Anfineuros). Ej. Quitones. < ECHINODERMATA (Equinodermos): Sistema de órganos. Ej. Estrellas de mar, erizos de mar, < CHORDATA (Cordados o vertebrados): Sistema de órganos. Clases: PECES: Clase Chondrichthyes (peces cartilaginosos): Ej. Tollos, tiburones, rayas. Clase Osteichthyes (peces óseos): Ej. Cabrilla, sardina, anchoveta, life, tilapia, bagre. AMPHIBIA (Anfibios): Orden Anura: Ranas y sapos. Orden Caudata: Salamandras, tritones. Orden Apoda: Cecilias o viboritas ciegas. REPTILIA (Reptiles): Orden Rhynchocephalia: Con una sola especie (fósil viviente) la tuatara. Orden Chelonia (Quelonios): Tortugas terrestres y marinas. Orden Crocodilia: Cocodrilos y los lagartos. Oden Squamata: Serpientes u ofidios (boas, culebras, víboras). AVES: avestruz, pelícano, cisne, garza, gallina, paloma, loro, golondrina, picaflor, tordo, gorrión, cóndor, lechuza, pingiiino, fandú. MAMMALIA (Mamíferos): Aplacentarios: Monotremas (ornitorrinco, equidna); Marsupiales (zarigiieya, canguro, koala) Placentarios: murciélago, perezoso, cuy, gato, lobo marino, ballena, delfín, orca, toro, elefante, tapir, mono, gorila, hombre 208 CPU-UNPRG 0) OBJETIVO: Conocer y comparar las funciones que garantizan la supervivencia de los seres vivos. FUNCIONES VITALES comprende a 1 1 1 NUTRICIÓN ] REPRODUCCIÓN ] RELACIÓN ]) FUNCIÓN DE NUTRICIÓN. NUTRICIÓN dos clases AUTÓTROFA | nerezóreora| por comprende (oroómess ) (Quimiosntes) C Ingestión ) C Excreción ) Absorción Circulación 209 CPU-UNPRG NUTRICIÓN en ( PLANTAS ) ( ANIMALES ) procesos clases Absorción Saprótrofa Holótrofa Transporte Po Presión Radical y Saprofítica . ¡— Transpiración Foliar Xilemático — Cohesión hídrica Fotosíntesis — Difusión Transporte fui Floemi o — Ciclosis Saprozoica DIGESTIÓN clases clases l L á Intrace lular ) Extracelular ( Incompleto ) ( Completo ) Ej. Protozoarios, Ej. Vertebrados Ej. Celentéreos, Ej. Equinodermos, Esponjas plate lmintos. Moluscos, artrópodos, vertebrados 210 CPU-UNPRG Tegumento Céls flanígeras Nefridios Porífeos, celentéreos Hatelmintos. Anélidos E ET PLanania vaaresoO Tubos de Maligi instcro FUNCIONES VITALES CUADRO N* 1: COMPARACIÓN DE APARATOS Y SISTEMAS EN INVERTEBRADOS AP. DIGESTIVO [SISTEMA APARATO APARATO ESQUELETO PHYLLUM lo DIGESTIÓN |CIRCULATORIO |EXCRETOR RESPIRATORIO PORÍFEROS Digestión intracelular Difusión Difusión o coanocitos Epitelial Endoesqueleto (células con collar) (sílice, calcio) (CELENTEREOS Incompleta; digestión Difusión Difusión Epiteliar — [EXoesquelero intra / extracelular (calizo) P= Difusión GUSANOS o N= Difusión HELMINTOS P = Incompleto A= Circulación P = Células flamígeras |P= Epitelial cerrada, corazón sl . N= Completo . élulas excretoras. |N= Epitelial P = Platelmintos lA completo formado por cinco [A fnidios A= Epitelial N= Nematelmintos pares de arcos A= Anélidos aórticos: hemoglobina disuelta en el plasma Completo; Boca = Cara oral - Árbol respiratorio: ¡Ano = Cara aboral No Localizado. Pepino de mar. EQUINODERMOS — [Con linterna de Abierto Cloaca: En pepino de — |- Pápulas: Estrellas Aristóteles (cinco mar, de mar, erizo de dientes radiales en la mar, boca: Erizo de mar) ¡MOLUSCOS Completo; Abierto C= Branquias P y G= Exoesqueleto C = Cefalópodos Boca = Con rádula Corazón: 1 aurícula +1 Riñones" IP = Branquias (Carbonato) P = Pelecípodos (lengua con dientes | ventrículo. Hemolinfa, " 6 = Branquias o C= Endoesqueleto 6 = Gasterópodos — [quitinosos) hemocianina (Cu) pulmones (Cartílago) ARTRÓPODOS Abierto: C= Glóndulas verdes — [C= Branquias € = Crustáceos Completo Hemocianina (excepto |I =Túbulos de Malpighi. [I = Tráqueas. Exoesqueleto 1 = Insectos P P po a (Quitina) A = Arácnidos insectos) A = Glándulas coxales Az Filotráqueas 213 CPU-UNPRG CUADRO N* 2: COMPARACIÓN DE APARATOS Y SISTEMAS EN VERTEBRADOS ase APARATO DIGESTIVO SISTEMA APARATO APARATO Boca Estámogo | 1. Delgado |I. Grueso | CIRCULATORIO | RESPIRATORIO | EXCRETOR N N Cerrado: simple y completo o "Bucofarige "ciegos oa de Corazón: laurícula Branquias 2 Riñones Earn mó pilóricos (óseos) (geo +Iventrículo +1 Seno venoso |*Opérculo (óseos). |Papila anal (óseos) "Lengua Inmóvil Normal *Cloaca . Pr Ml *Tiflosol +Icono arterial; glóbulos — |*Espiráculo Cloaca A [Sin glándulas (cartilaginosos) [CSrtiladino osos mucleados, (cartilaginosos). (cortilaginosos). salivales 09 sos). A 09 9 Heterotermos Cerrado: Doble e 4 |*Homodontos incompleto 9 (maxilar Corazón: 2 aurículas *Larvas: Branquias | o 2 [superior) Normal Normal Cloaca — |+Iventrículo + 1 seno venoso |* Adultos: Bucal, v 0 al 5 |*Anuros: Lengua +Icono arterial: glóbulos [pulmonar, cutáneo eJiga - Cloaca |protráctil. rojos nucleados. Heterotermos. * Homodontos Cerrado: Doble e *Lengua móvil incompleto Pulmonar 2 Riñones 2 [Tortugas: sin Corazón: 2 aurículas e e Vejiga - Cloaca 3 4 4 Tortugas acuáticas: dientes, pico +lventrículo; glóbulos rojos Cocodrilos: sin El Normal Normal Cloaca Cloaca. E [eómneo nucleados A 2 [ofidios, con Heterotermos Z uierdo reducido. . | Tortugas: Glándulas glándulas Cocodrilos (Corazón con 4 | 4%" 1 de la sal. venenosas cavidades independientes) Entre esófago e *Sin dientes — [Miestino Cerrado: doble y completo |* Pulmonar + Sacos 4 * Buche % 5 2 Riñones w [*Lenguamóvil |, 227 Corazón: 2 aurículas +2 aéreos (10) z 3 Estómago - A - 2 Uréteres Y [*Labios Glandaar foro] Normal ventrículos; glóbulos rojos [* Tráquea: Siringe o dida en 3 <= [reemplazados ventrículo). nucleados. (órgano del canto) + [2% es " por pico córneo . Homotermos. cuerdas vocales port - Muscular (Molleja) Normal * Rumiantes: 4 a Compartimentos wn [tebios delgados (men (Panza) > Pulmonar 2 Riñones 8 ly carnosos . Cuerdas vocales en la Reticulum Ano Cerrado: doble y completo Vejiga 8 |*Monotremas: 5 € laringe. %. ms (Bonete) > Boca *Cloaca — |Corazón: 2 aurículas +2 , Uréteres JE [sin dientes, con Normal . *Cetáceos 3 . > Omasurn (Libro) (Monotre- | ventrículos; glóbulos rojos Uretra 3 [pico cómneo > Abomasum mas) anucleados. Homotermos. |respraderos enla li oremas 3 |*Homoo cuajar parte superior de la. | ayoa 00) Heterodontos. y cabeza (espiráculos). Estomago verdadero > [Intestino OMASO: Ausente en los camélidos (camello, vicuña, alpaca, guanaco, llama, dromedario. CLASIFICACIÓN DE LOS ANIMALES SEGÚN LA SUSTANCIA EXCRETADA Amoniotélicos Excretan amoniaco Ureotélicos Excretan úrea Uricotélicos Excretan ácido úrico - Equinodermos - Moluscos - Anélidos - Crustáceos - Peces de agua dulce: life. - Anfibios jóvenes: renacuajos - Peces de agua salada: óseos y cartilaginosos. - Anfibios adultos -Reptiles de ambientes húmedos: Cocodrilos - Mamíferos - Insectos -Reptiles de ambientes secos: lagartijas - Aves 214 CPU-UNPRG OBJETIVOS: — Conocer y comprender las funciones que realizan las hormonas en invertebrados. — — Conocer y diferenciar las funciones de las principales fitohormonas. FUNCIÓN DE RELACIÓN Es una función vital que permite a los organismos ponerse en contacto con otros y su ambiente, y de esta forma mantener su homeostasis. Se cumple a través de procesos de irritabilidad y coordinación. Es considerada también como la capacidad que tienen los seres vivos para captar señales procedentes del medio (externo e interno) y de responder a ellas, es decir permiten percibir lo que ocurre alrededor y actuar en función de ello. La función de relación también es muy importante para la supervivencia de los seres vivos pues permite la nutrición, reproducción y protección del medio donde viven COORDINACIÓN NERVIOSA (Es rápida) y as "DATE IRRITABILIDAD Es un proceso que permite a los organismos responder a estímulos de su entorno, manteniendo de esta manera el equilibrio y unidad funcional. QUÍMICA (Es lenta) Animales Vegetales COORDINACIÓN: Se distinguen dos clases: Química y Nerviosa Coordinación química: Se caracteriza por ser lenta. Los animales y plantas producen ciertas sustancias químicas que actúan sobre órganos receptores específicos llamados “órgano blanco” (órgano diana), controlando su funcionamiento y desarrollo; dichas sustancias se denominan "hormonas"; las cudles se sintetizan en pequeñas cantidades, Tanto los animales como las plantas realizan coordinación química. > Coordinación Química en animales El sistema de coordinación en animales se conoce como sistema endocrino, el cual recibe señales, procesa la información recibida y elabora la respuesta adecuada que deben realizar los órganos receptores de las hormonas. El sistema endocrino genera respuestas lentas que se transmiten mediante sustancias químicas, llamadas hormonas, las cuales circulan por la sangre y actúan sobre los órganos que reconocen estas sustancias. Estos órganos, denominados órganos blanco, producen respuestas acordes con la concentración de hormona detectada en sangre. 215 <PU MNPRG b) Feromonas en invertebrados: Son sustancias secretadas al exterior por glándulas exocrinas y que suscitan un comportamiento inmediato observable en el animal que las detecta (feromonas liberadoras) o estimulan un cambio fisiológico en el animal que las detecta, usualmente en estado reproductivo (feromonas iniciadoras o primarias). Las feromonas son captadas mediante el olfato, por contacto con la superficie del cuerpo o mediante ingestión. Las feromonas liberadoras producen respuestas inmediatas, pero que no son permanentes, en tanto, que las feromonas primarias (iniciadoras) causan efectos a largo plazo. Se han encontrado en insectos, crustáceos, peces, mamíferos. Son ejemplos de feromonas: + — Giplura, Bombicol: Para atracción sexual. Son producidas por hembras. + — Seducina, Undecanal: Son producidas por machos. + — Citral, Acido Férmico, Undecano: Para alarma y defensa. + — Geraniol: Para marcaje de ruta y territorio. + Acido 9-cetadecanoico: En el control y diferenciación de castas. B. Coordinación química en plantas: En las plantas, las sustancias químicas reciben el nombre de “Fitohormonas”, las que al ser sintetizadas por células individuales del tejido embrionario son distribuidas al lugar donde actúan por el xilema y floema, estimulando o inhibiendo ciertas respuestas fisiológicas (crecimiento, metabolismo, cicatrización). FITOHORMONA SÍNTESIS FUNCIÓN ++ — Dominancia apical, inhibiendo el desarrollo de las yemas laterales del tallo) + — Permite el crecimiento y ramificación de la raíz: formación de raíces adventicias. o + Diferenciación de tejido vascular (xilema y floemo). Ápice de raíces (cono), % Artificilmente permite la formación de frutos sin semillas AUXINAS . meristemo apical del tallo (partenocarpia). "hormonas del a (yema), flores, frutos y hojas | ** Influye en los tropismos (fototropismo y gravitropismo en brotes y crecimiento % s jóvenes raíces). + — Retrasael envejecimiento de hojas y maduración de frutos. + — Estimulan el crecimiento y la producción de etileno en frutos. + Induce a gravitropismo (crecimiento en función de la fuerza de gravedad), en combinación con los estatolitos (células especializadas en detectar la fuerza de gravedad, por contener amiloplastos) Á a + — Induce la germinación de la semilla y su desarrollo. pice de raíces, tallos, hojas la a camola de yemas axilares y frutos GIBERELINAS | jóvenes, frutas y embrión de |. Eiuta el crecimiento internodal (elongación de tallos). semillas en germinación: ++ — Ayudael crecimiento normal de plantas genéticamente enanos. ++ — Estimula formación de yemas laterales (Dominancia lateral) CITOCININAS «+ Estimulan la división celular en tejidos no meristemáticos. “Hormonas de la En las raíces. + Estímulo del desarrollo del fruto, endospermo y del embrión. cicatrización” + — Retardanel envejecimiento (senescencia) de los órganos de la planta. ++ — Participa en la floración. «< Induce la maduración del fruto. Inhibe la elongación del tallo. ETILENO Ennudos del tallo, frutos — | «+ — Promueve la caída de hajas, flores y frutos (abscisión), Hormona de a. maduros y en la hojas. + — Produce curvatura de las hojas hacia abajo (epinastia). senectud ++ — Induce la feminidad en flores de plantas monoicas (las que tienen flores masculinas y femeninas sobre el mismo individuo). ACIDO + — Inhibe la acción del ácido giberélico, auxinas y citocininas ABSCÍSICO En hojas, cofia de la raíz y ++ — Promueve el estado de latencia de semillas y yemas. “Hormona del tallo, + — Acelera la pérdida de clorofila. estrés” «+ — Controla apertura y cierre de estomas. 218 <PU MNPRG Las auxinas y el ácido giberélico que son sintetizados por las hojas y yemas Jóvenes se desplazan por el tallo para controlar la elongación. El ácido giberélico controla la división celulor en lo región subapical. El estimulo de la floración se. desplaza de las hojas a las yemas para iniciar la floración. La auxina regula la diferenciación. El ácido abscisico que se produce en las hojas en respuesta al déficil hidrico cierra los estomas y a reduce la párdida de agua por la planta. Las citoquininas que son producidas por los frutos Jóvenes son necesarias para el crecimiento Las citoquininas se despla- zen de las raices a las hojas para mantener en equilibrio el crecimiento de las raíces y la planta. Las auxinas y el ácido glbe- 'rélico promueven la actividad del cámbium en la formación de los tejidos vasculares secundarios. El etileno se acumula en los frutos 'meduros para inducir la maduración. El etileno y el ácido abscisi- 'co que se producen an las hojas sanescentes promueven el desarrollo de la zona de abscisión. El ácido glberélico y las clto= quininas sIntetizadas en las raices se desplazan hacia las hojas y el tello. Un factor producido por la A fia de la raíz controla el geotropismo de esta última. RESPUESTAS DE COORDINACIÓN EN PLANTAS La auxina se despleza hacia el extremo de la raiz. TROPISMOS: Son movimientos de crecimiento en la dirección del estímulo, pueden ser positivos o negativos, Ejemplo: los tallos tienen fototropismo positivo y geotropismo negativo; las raíces fototropismo negativo, geotropismo e hidrotropismo positivo. TIPO DE TROPISMO ESTÍMULO Fototropismo Luz y Geotropismo (gravitropismo) Gravedad ln Termotropismo Temperatura Tigmotropismo Tacto Hidrotropismo Agua Quimiotropismo Químico NASTIAS Gr. “cierre de noche"): Son movimientos provocados por estímulos externos, pero en dirección independiente a dichos estímulos (no orientados por la fuente de estímulo). En general, se originan debido a cambios en el tamaño de las células del parénquima de las hojas y de los brotes. + Termonastia: Las hojas se extienden a la luz y se repliegan en la oscuridad. Ej:: habas, frejol + Fotonastia: Las flores se cierran por la noche y se abren por las mañanas. Ej.: "buenas tardes". Los "movimientos de sueño”, la apertura o cierre de las células oclusivas de estomas son nastias. También lo son aquellos que se producen como respuesta a estímulos mecánicos de las hojas de la Mimosa púdica, la respuesta de las plantas carnívoras (Dionea muscípula) al contacto con un insecto (tigmonastia o sismonastia) o el movimiento de hojas y flores para seguir al sol (girasol). 219 CPU-UNPRG OBJETIVOS: 1. Identificar y comparar las formas de reproducción asexual y sexual en protozoos, plantas y animales. 2. Describir y comparar los procesos de esporogénesis y gametogénesis. I. REPRODUCCIÓN Es una de las funciones esenciales de los organismos vivos, necesaria para la perpetuación de la especie; a través de ella se forman organismos semejantes a los progenitores, gracias al material genético que cada especie posee. IT. FORMAS DE REPRODUCCIÓN 1. Asexual o Agámica: Interviene un solo organismo. No hay participación (fusión) de gametos. Toda la descendencia producida es genéticamente idéntica entre sí y al progenitor. Participan células somáticas. Es común en microorganismos, plantas y animales de organización simple. 2. Sexual o Gámica: Participan uno o dos organismos. Intervienen gametos (células sexuales) para formar una célula, el cigoto, que origina un nuevo individuo. La reproducción sexual tiene la ventaja de combinar los caracteres paternos y maternos haciendo posible la variabilidad genética de la descendencia, que suele ser más apta para sobrevivir que cada uno de los progenitores. REPRODUCCIÓN EN PROTOZOOS 1. REPRODUCCIÓN ASEXUAL a) Escisión binaria, fisión o bipartición: Se da por una estrangulación en el plano medio del organismo, obteniéndose dos nuevos individuos por división de la célula. Puede ser: ++ Longitudinal: Cuando el organismo se escinde a lo largo en dos mitades. Ej. Astasía sp. ++ Transversal: La división pasa por el eje central del animal y en ángulo recto con el eje longitudinal, previa división del núcleo. Ej. Paramecium sp. 220 CPU-UNPRG 2. REPRODUCCIÓN SEXUAL A. EN VEGETALES INFERIORES: Como helechos y musgos, los órganos sexudles masculinos son los Anteridios, que producen Anterozoides y el órgano sexual femenino es el Arquegonio que produce la Oosfera (ovocélula). La fecundación ocurre con la formación de una película de agua que une el anteridio con el arquegonio. B. EN VEGETALES SUPERIORES: En plantas superiores los gametos se forman por esporogénesis ("gametogénesis vegetal"). La fusión de los gametos masculino y femenino forma el cigoto, luego se desarrolla un embrión y posteriormente de la propia semilla. En las angiospermas, las células gaméticas masculinas y femeninas se desarrollan dentro de la flor. GAMETOGENESIS VEGETAL MICROSPOROGÉNESIS: FORMACIÓN DEL GRANO DE POLEN Se lleva a cabo en la antera, estructura del estambre, formada por sacos polínicos (microsporangios), donde se CO microsporogonia forman las células madres de las microsporas (2n), que sufren mitosis convirtiéndose en microsporocitos MITOSIS | diploides. Cada microsporocito se divide por meiosis para producir cuatro microsporas haploides (polen inmaduro). El núcleo de cada microspora se divide - atraviesa solo cariocinesis o mitosis sin citocinesis - para formar dos MEJOSIS 1 núcleos: El núcleo generatriz (generativo), que después de la polinización formará dos núcleos espermáticos o Microsporocito Il anterozoides, MEIOSIS 11 El núcleo vegetativo (núcleo del tubo polínico). Se desarrolla una cubierta dura superficial (exina) y una menbronamterr elátic nina Q 2 9 Q microspor La estructura ahora formada es el grano de polen o gametofito masculino. Cuando ha madurado el polen, los sacos polínicos de la antera se abren (dehiscencia de las TONES enteras) dejando en libertad a los granos de polen. Granos de Polen MEGASPOROGÉNESIS: FORMACIÓN DEL SACO Microsporocito | EMBRIONARIO O . El saco embrionario (gametofito femenino) se forma megasporogonia dentro del óvulo, en el ovario del pistilo. Dentro del MITOS'S ovario, una o más células se diferencian en óvulos. Cada óvulo consiste en 2 capas externas de células llamadas tegumentos (primina y secundina) que rodean a las Megasporocito | células madres de las megasporas (2n), que por mitosis, MEIOS'S 1 dan lugar a los megasporocitos diploides. Estas, por meiosis, dan lugar a cuatro megasporas haploides. Tres de estas degeneran. El núcleo de la megaspora restante Megasporocito Il sufre tres divisiones sucesivas por mitosis (cariocinesis MEJOSIS 11 sin citocinesis) originando un gametofito femenino con / ocho núcleos haploides dentro del óvulo: el saco embrionario (aquí se desarrolla el embrión). Los núcleos ES O megaspora del saco embrionario son ocho: des sinérgidas, dos 3 MITOSIS SIN CITOCINES núcleos polares (secundarios), tres antípodas y una oosfera. 223 CPU-UNPRG PROCESO DE FORMACIÓN DE LA SEMILLA Actualmente existen dos grupos de plantas con semilla. Las gimnospermas que producen semillas desnudas, esto es, semillas que no están rodeadas por un fruto; y las angiospermas que producen semillas que están dentro del fruto. 1. POLINIZACIÓN Es la transferencia, traslado del polen desde la antera de un estambre hasta el estigma de un pistilo. El viento, los insectos, los pájaros, los murciélagos u otros seres vivos se encargan de hacer esta transferencia. La polinización puede ser: ++ Directa, autogámica o autopolinización: cuando no hay participación de agentes polinizadores. ++ Indirecta o cruzada: cuando hay participación de agentes polinizadores. Los agentes polinizadores son: El viento: polinización anemófila. El agua: polinización hidrófila. Las aves: polinización ornitófila. Los insectos: polinización entomófila. El hombre: polinización antropófila o artificial. estigma insectos viento ogua* pójoros hombro lirización direc- Lo tlor es facurricos por el paren de 16 permito lo togada ÓN polen otto fer onto pelinizoción slecta o cruzado, S estima de la mimo fte 2. GERMINACIÓN DEL GRANO DE POLEN Cuando un grano de polen cae en el estigma de una flor de las mismas especies, es retenido por el líquido viscoso y azucarado (néctar). mediante los poros que posee el polen, absorbe este líquido y se hincha. La exina se rompe y por el orificio formado, la intina emite una prolongación en forma de dedo de guante, que al desarrollarse forma un tubo fino llamado 7UBO POLÍNICO. En el extremo del tubo polínico se coloca el núcleo vegetativo seguido del núcleo generatriz. El tubo polínico atraviesa el estilo del pistilo llegando al ovario y va hacia el óvulo. Durante este recorrido el múcleo generatriz se divide por mitosis formando los gametos masculinos, anterozoides o múcleos espermáticos El tubo polínico al llegar al óvulo penetra por el micrópilo, atraviesa la nucela y se pone en contacto con el saco embrionario. 224 CPU-UNPRG 3. FECUNDACIÓN La fecundación ocurre dentro del óvulo y es el proceso de fusión del gameto masculino con el gameto femenino. Durante la fecundación, un anterozoide (núcleo espermático) (n) se une con la oosfera u ovocélula (n) para formar un cigoto (2n), el cual por división celular mitética origina el embrión de la semilla. El otro anterozoide (núcleo espermático) (n) se une con los dos núcleos polares o secundarios (2n) para formar el endespermo o albumen (3n), un órgano para almacenar alimento (almidón, grasas y proteínas) que nutre al embrión en desarrollo. Los otros cinco núcleos degeneran al poco tiempo de la fecundación. Así los productos de esta doble fecundación son: el cigoto (2n) que se convierte en embrión (2n) y el endospermo (3n), un tejido nutricio. Ambas estructuras formarán la semilla. En las angiospermas ocurre este tipo de fecundación (doble fecundación). En las gímnospermas sólo se produce un anterozoide por lo que se dice que la fecundación es simple. En las gimnospermas, el endospermo está formado por células haploides (n), provenientes de las células del gametofito femenino. Micrópilo Oósfera Sinérgidas Núcleo . ecundario Antípodas Hilo Funículo Placenta 225 I. GAMETOGÉNESIS. CPU-UNPRG Es el primer paso, consiste en la formación de los gametos, que son los elementos sexuales que aportan la información genética del individuo que se reproduce. Hay dos tipos de gametogénesis: ESPERMATOGÉNESIS Proceso de formación de espermatozoides. Se lleva a cabo en los testículos (en el interior de los tubos seminíferos), a partir de la pubertad y dura de 61 a 74 días. Multiplicación: En la pubertad las espermatogonias diploides (2n) se dividen por mitosis y aumentan en número. Crecimiento: Las espermatogonías (2n) por mitosis den lugar a los espermatocitos primarios (2n) los cuales duplican su ADN antes de entrar en Meiosis T. Maduración: Un espermatocito primario (2n) sufre meiosis I y originando dos espermatocitos secundarios (n: haploides). Los espermatocitos secundarios experimentan la segunda división meiótica para formar cuatro espermátides haploides (n) Finalmente las espermátides sufren un proceso de diferenciación celular: denominado Espermiogénesis que los transforman en Espermatozoides. ocurre continuamente comenzando en la pubertad espermatogonia S JA < espematociió, primario Me 0 espermatocitos > secundarios 604 espermátidas — espermatozoides Meiosis | Meiosis Il Diferenciación Mitosis Las espermátidas maduran a espermatozoides por el proceso denominado ESPERMIOGÉNESIS. OVOGÉNESIS Proceso de formación de óvulos. Se lleva a cabo en los ovarios; comprende: Multiplicación: Las ovogonías (2n) se dividen por mitosis y aumentan en número (se da durante la vida prenatal de la mujer). Crecimiento: Las ovagonías (2m) se diferencian en ovocitos primarios (2n) por mitosis. Maduración: El ovocito primario (2n) sufre meiosis I y origina dos células desiguales: el ovacito secundario (n) y el primer cuerpo polar (naploide y más pequeño) El ovocito secundario (n) sufre meiosis TT originando al ówulo (n) y dl segundo cuerpo polar. De la misma forma, el primer cuerpo polar se divide en otros dos. Finalmente se origina un óvulo y tres cuerpos polares, se convierto en foto producido — | producido cada mes después de apartirde — | lafecundación la pubertad > dá e > ndo == ES = 7 S "AD ro l omo O cuerpo polar ovogonia y cuerpo polar cuerpo polar —* E cuerpo polar Mitosis Meiosis 1 Meiosis Il IT. FECUNDACIÓN. El segundo proceso, consiste en la unión del espermatozoide con el óvulo, para la formación de la célula huevo o cigoto Espermatozoide (n) + Clases de Fecundación: 1. FECUNDACIÓN EXTERNA: ovulo (n) = cigoto (2n) Cuando la unión de gametos se realiza en el medio externo (fuera del organismo materno) y es al azar. Ej.: ranas, esponjas, medusas y la mayoría de peces. La hembra libera los. óvulos e. Desarrollo del saco embrionario embrionario e Es liberalos Deo es espermatozoides € ££ % Fecundación extema Alevín con restos 228 Iv. FECUNDACIÓN INTERNA: Cuando tiene lugar en el aparato reproductor femeni el órgano copulador del macho deposita directamente CPU-UNPRG ino. Los organismos se aparean, entran en contacto físico y los espermatozoides en el órgano genital de la hembra Ej.: Mamíferos, aves, reptiles, salamandras, insectos, algunos gusanos, pulpos, moluscos. . DESARROLLO DEL CIGOTO: gusanos, monotremas, + Animales vivíparos: El cigoto se desarrolla en el in placenta. Ej: mamíferos. placenta. Ej: tiburones, lagartos, peces de acuarios, st ++ Animales ovíparos: ponen huevos que se desarrollan fuera del cuerpo de la madre. Ej: insectos, aves, reptiles terior del vientre materno, protegido y alimentado por la + Animales ovovíparos: El cigoto se desarrolla en un huevo dentro del vientre de la madre y está protegido por la 'erpiente de cascabel DESARROLLO EMBRIONARIO.- Es el tercer proceso, es un conjunto de procesos o etapas que atraviesa el huevo o cigoto desde su formación como tal, hasta convertirse en ex 'mbrión, REPRODUCCIÓN POR PARTENOGÉNESIS Es una forma de reproducción basada en el desarrollo de los óvulos sin ser fecundados. La descendencia producida por partenogénesis es haploide (n). La progenie masculina heploide: n (partenogenética) y la femenina es diploide: 2n, se desarrollan por fecundación. Ocurre principalmente las abejas, hormigas, áfidos o pulgones, rotíferos, algunos escarabajos. es Camas somáticas e ae 2 Games Or) 7 > 0 A (9 alió a 04 d Macho Hembra PEDOGÉNESIS Es una partenogénesis larvaria. En duelas una larva (esporocisto) produce huevos no fecundados (n) que dan lugar ala formación de larvas llamadas redias M0 Esporo- Redias Cercarias O docitados con laz haces n madurar 229 CPU-UNPRG NEOTENIA Proceso que ocurre cuando algunas larvas alcanzan la madurez sexual, se aparean y producen huevos fecundados. Ej. Larva de Salamandra. METAMORFOSIS Es un proceso que experimentan los organismos que tienen desarrollo indirecto, en el cual ocurre una serie de cambios graduales en su forma y estructura desde el momento que nacen hasta su estado adulto. La metamorfosis va acompañada de profundos cambios en las actividades funcionales y condiciones de vida. Los estados de metamorfosis que podemos observar en los diferentes animales son: 1. CELENTÉREOS: Obelía aurelía. ADULTO —> HUEVO —> PLÁNULA —> ESCIFISTOMA—> ESTRÓBILO —> ADULTO (Larva Ciliada) (Larva) (Larva) m extengido — y MIORANTES Ovalo O) 'spormatozoldo AS A Joto. Hidrotoca Conosarco Porisarco córneo Colonia entora. tamaño natural ——— prámuto. — 230 CPU-UNPRG €) HOLOMETÁBOLOS: Metamorfosis completa. Ej.: pulgas; mariposas; hormigas, abejas, moscas, zancudos, tábanos, mosquitos, pique, polilla de ropa. ADULTO > HUEVO > LARVA u ORUGA > PUPA “> ADULTO O IMASO (Crisálida en Lepidópteros) Mariposa monare= adulta pone huevos A = 6% ——_, Eze Ss Lara joven Adu sñon: la pupa ile: Le Larva comienza a pas a pupa 6. EQUINODERMOS: (Estrela de Mar) ADULTO —> HUEVO —> BIPINNARIA —> BRAQUIOLARIA —> ADULTO (Larva) (Larva) 7. ANFIBIOS: (Anuros: Sapo, rana) ADULTO —> HUEVO —> RENACUAJO > ADULTO =D 233 CPU-UNPRG Objetivos: 1 2 3, 4 5. 10. 11, 12. 13, Conocer y explicar los principios básicos que rigen la herencia. Identificar algunas excepciones a las leyes mendelianas. Describir algunos desórdenes genéticos humanos. Explicar las variaciones que sufre el material genético. Conocer, comprender y explicar las principales teorías sobre el origen de la vida y evolución las especies. CONCEPTOS BÁSICOS CARÁCTER: Es cualquier rasgo o característica morfológica, fisiológica y de comportamiento que expresa un organismo durante su crecimiento y desarrollo. HERENCIA: Es la cualidad conservativa de los rasgos o caracteres que se expresan en las diferentes generaciones. Ejemplo: flores blancas, ojos azules, forma del pelo. GEN: Segmento de ADN que porta, replica y transcribe información genética. Un cromosoma tiene muchos genes. Es la unidad de herencia contenida en el cromosoma. LOCUS: Lugar que ocupa el gen en el cromosoma. Al conjunto de locus se denomina loci. ALELOS: Formas alternativas de un gen que se relaciona con una sola característica. ALELO DOMINANTE: Alelo que determina la expresión fenotípica de un carácter. Se expresa tanto en condición homocigoto como heterocigoto. Se representa por una letra mayúscula. ALELO RECESIVO: Alelo presente en el genotipo que solo se expresan en condición homocigoto (aa). Se representa por una letra minúscula. GENOTIPO: Constitución genética de un organismo. FENOTIPO: Es la expresión del genotipo en la que el ambiente influye poco o mucho en su calidad de manifestación. HOMOCIGOTO o PURO: Organismo que posee dos alelos idénticos. Ejemplo: BB, bb, A'A!, 141%. HETEROCIGOTO o HÍBRIDO: Organismo que posee dos alelos distintos para una característica. Ejemplo: Bb, AJA? AdBb. CARIOTIPO: Es el retrato del conjunto de cromosomas del núcleo de una célula de un determinado organismo que permite caracterizar el número, tamaño, forma y tipos de cromosomas que tiene una especie. GENOMA o GENOMIO: Conjunto o juego de genes o cromosomas haploide que tiene una célula. Los gametos (óvulo y espermatozoide) tienen un genoma (n). Las células somáticas tienen 2 genomas (2n). 234 CPU-UNPRG HERENCIA MENDELIANA Los mecanismos que regulan la transmisión de los genes, a través de las generaciones en los organismos, fueron enunciados por GREGORIO MENDEL en 1865. Los fundamentos de la genética mendeliana se establecieron sobre la base de las expresiones genéticas (fenotipo) sin conocimiento de la naturaleza física o química del material hereditario. Por la trascendencia de estos experimentos, a Mendel se le considera el. "PADRE DE LA GENÉTICA”. LEYES MENDELIANAS 1. PRIMERA LEY: "Ley de la Dominancia de los Caracteres en la Primera Generación Filial (F;)". Establece que al cruzar dos individuos genéticamente diferentes puros para un determinado carácter, los F, manifiestan el carácter dominante de uno de sus progenitores. Proporción genotípica: 100 % Bb (heterocigotos) Proporción fenotípica: 100 % Carácter dominante 2. SEGUNDA LEY: "Ley de la Segregación o Separación de los Caracteres en la Segunda Generación Filial (F2)”. Al fecundarse los F; la descendencia muestra Proporción genotípica: 188 : 28b: 1bb Proporción fenotípica: 3 dominantes : 1 recesivo Por ejemplo, al fecundar un conejo de color negro (homocigoto dominante) con otro pardo (recesivo) en la F, todos los conejos expresan el carácter dominante; luego al cruzar monohíbridos de la F, los descendientes de la Fx, el 70 % de los conejos son negros y el 25 % son pardos. 3. TERCERA LEY: “Ley de la Combinación o Distribución Independiente de los Caracteres en la Segunda generación Filial (F2)” Enuncia el comportamiento simultáneo de dos o más pares de genes localizados en diferentes pares de cromosomas. Los genes que están en cromosomas separados se distribuyen independientemente durante la meiosis. Proporción genotípica: 1:2 Proporción fenotípica: 9:3:3 lasa-amarilla Arrugada.verde SG ww gar P — ln e porminción curada O A O Polen Ovalo E — Todas lisas amarillas es y tutos o e SO sz o O e amarilla | amarilta Generación Fz les OZ | as ticas amarnos ñ ario | e | 2 ctosrnses > o A Ea, | is arcogadasamaritos Sd | Se] * ya Si 33 Oe [0212/10 235 CPU-UNPRG MUTACIONES Es cualquier alteración o variación cudlitativa o cuantitativa que experimenta el material genético, es decir, un cambio en la estructura o en el número de cromosomas. CLASIFICACIÓN DE LAS MUTACIONES A SEGÚNEL TIPO DE SEGÚN su SEGÚN LA CANTIDAD DE MATERIAL CÉLULA ORIGEN GENÉTICO AFECTADO ——J o | MUTACIÓN z MUTACIONES GÉNICAS o H z MUTACIÓN SOMÁTICA DO haruraL PUNTUALES U MUTACIÓN MUTACIONES CROMOSOMICAS GAMÉTICA MUTACIÓN o ABERRACIONES Ú ARTIFICIAL o MH ESTRUCTURALES DE LOS INDUCIDA CROMOSOMAS MUTACIONES GENÓMICAS o ABERRACIONES NUMÉRICAS DE LOS CROMOSOMAS MUTACIONES GÉNICAS O PUNTUALES Cuando afectan la composición química de los genes; es decir, los cambios afectan simplemente a una sola pareja de bases nitrogenadas. Un cambio en la naturaleza química del ADN. En general, se trata de pequeños cambios químicos que afectan la secuencia de nucleótidos del ADN que forma ese gen. Por ejemplo, la sustitución de un rucleótido por otro, la pérdida o inserción de nuevos nucleótidos, pudiendo ocurrir durante la replicación del ADN. Ejemplos: Albinismo : Ausencia de pigmento en la piel, ojos, cabello. Galactosemia: Acumulación de galactosa en el hígado; retraso mental. Talasemia: Formación de hemoglobina alterada; los síntomas varían de leves a mortales. Acondroplasia: Enanismo asociado a defectos en la zona de crecimiento de los huesos largos. Síndrome de Marfan: defecto del tejido conectivo MUTACIONES CROMOSÓMICAS Cuando alteran la estructura del cromosoma, producido por duplicación, inversión, delección o translocación de parte del material genético. Afectan la secuencia de genes del cromosoma. » — Duplicación: repetición de una parte de la estructura del cromosoma. » Inversión: modificación en el orden que ocupan los genes en el cromosoma. » Delección: pérdida de un segmento de cromosoma. Ejemplo, Deleción del brazo corto del cromosoma 5 (5p-) o Síndrome del maullido de gato. En este caso, los lactantes tienen llanto parecido al maullido de gato y retraso mental intenso. » Translocación: paso de un fragmento de un cromosoma a otro no homólogo, y puede ser recíproca o no recíproca. MUTACIONES GENÓMICAS O CARIOTÍPICAS Cuando producen variaciones numéricas en la dotación cromosómica (CARIOTIPO); es decir, si el número de cromosomas presentes en un organismo es diferente al típico de su especie, de la cual existen dos posibilidades: las poliploidías y las aneuploidías. 238 CPU-UNPRG Las poliploidías son dotaciones superiores a la normal en un número múltiplo del característico de la especie. Las aneuploidías indican la presencia de uno o más cromosomas por exceso o por defecto del característico de la especie, afectando tanto a cromosomas somáticos como sexuales. La condición en la que hay tres homólogos de un cromosoma en particular en vez de la pareja normal se llama trisomía. La condición en que hay un solo cromosoma de un par homólogo se llama monosomía. FORMULAS CARIOTIPÍCAS DE ANEUPLOIDÍAS Y EUPLOIDÍAS FORMULAS FORMULAS ANEUPLOIDIAS CARIOTIPICAS POLIPLOIDIAS CARIOTIPICAS Nulisomía 2n-2 Monoploidía n Monosomía. 2n-1 Diploidía 2n Doble Monosomía 2n-11 Triploidía 3n Trisomía 2n+1 Tetraploidía An Doble trisomía 2n+1+1 Poliploidía 3n, 4n, Bn, etc. Tetrasomía 2n+ 2 Autotetraploidía 2n+2n = 4n Doble tetrasomía 2n+2+2 Alotetraploidía 2n + 2m= 4n GENÉTICA DE LOS GRUPOS SANGUÍNEOS FENOTIPO ANTIGENOS ANTICUERPOS Los cuatro tipos sanguíneos humanos A, B, AB y da O A Al O, fueron descubiertos por KARL LANDSTEINER (1901). Se heredan a través de alelos múltiples que A TA IAS A Anti - B representan un solo locus. Cada persona tiene su B TPB 190 B Anti-A tipo de sangre. - AB rr? A,B Ninguno o ¡90 Ninguno Anti- Ay B DONADOR Cuando hay una transfusión, el receptor (el que RECEPTOR recibe sangre), debe tener el mismo tipo de sangre o que el donador (el que proporciona sangre); caso A contrario, las dos muestras de sangre se aglutinan 5 AB + : hay aglutinación FACTOR Rh (FACTOR RHESUS) El factor Rh fue descubierto por Landsteiner y Wiener. Se llama factor Rh debido a que los eritrocitos de la sangre humana tienen un antígeno que origina la aglutinación frente al suero del mono Macacus rhesus. Las personas con antígeno Rh son Rh', y las que no lo tienen son Rh”. Un solo gen dominante Rh' es responsable del desarrollo del antígeno Rh. Su alelo recesivo Rh” no tiene esta consecuencia. La herencia del factor Rhesus puede originar Eritoblastosis Fetal (anemia mortal) en el feto o recién nacido. Esto puede ocurrir cuando la madre es Rh" y el feto Rh*. Generalmente esto no ocurre en el primer embarazo; sin embargo; las dificultades de gestación serán mayores a medida que se repitan los embarazos Rh”, conduciendo a abortos cada vez más frecuentes. Las madres Rh* no presentan dificultades en el curso de gestaciones de niños Rh” La inducción de anticuerpos ani- Rh en la sangre de la madre por el anígeno Rh del embrión. El genotipo de la madre es rr (rh rh), el del padre es AR (Rh Ah) Hemolisis ia 239 CPU-UNPRG ALTERACIONES NUMÉRICAS EN CROMOSOMAS SOMÁTICOS O AUTOSOMAS (ANEUPLOIDÍAS AUTOSÓMICAS) TRISOMÍA 21 o SÍNDROME DE DOWN (47, *21): Afecta a ambos sexos. Manos pequeñas y anchas con pliegues palmares de tipo simio. Baja estatura. Cara redonda y llena. Párpados gruesos. Boca abierta con lengua grande y con estrías. Ojos rasgados. Malformaciones cardíacas y diferentes grados de retardo mental. El riesgo de tener un hijo (a) con el síndrome de Down aumenta con la edad de la madre. TRISOMÍA 18 o SÍNDROME DE EDWARDS (47, '18): También afecta a ambos sexos. Deformación congénita múltiple de muchos órganos. Orejas deformes y bajas. Barbilla atrofiada. Boca y nariz pequeñas con apariencia general de “duendecillo”. Deficiencia mental. Esternón corto. El 90 % de los afectados mueren durante los primeros 6 meses de vida. TRISOMÍA 13 o SÍNDROME DE PATAU (47, *13): Afecta tanto a hombres como a mujeres. Deficiencia mental y sordera. Labio y/o paladar hendido (labio leporino bilateral). Polidactilia (un número superior a cinco dedos en las manos, normalmente seis, con duplicación del pulgar). Malformaciones cardiacas, urinarias y digestivas. ALTERACIONES NUMÉRICAS EN CROMOSOMAS SEXUALES, ALOSOMAS O HETEROCROMOSOMAS (ANEUPLOIDÍAS SEXUALES) Tanto en varones como en mujeres se presenta la no disyunción de los cromosomas sexuales. La no disyunción en varones produce espermatozoides O (que carecen de cromosoma sexual), XX, YY o XY en lugar del X o Y normal. En las mujeres, la no disyunción produce óvulos XX u O en lugar del X normal. SÍNDROME DE TURNER (45, XO): Es una monosomía que afecta al sexo femenino. No presenta la menstruación ni desarrolla caracteres sexuales secundarios normalmente. Son estériles. Generalmente de baja estatura. Pliegues de la piel en la región del cuello. Anormalidades cardiovasculares. Deficiencia en el vído. Mentalmente, en general, son normales, excepto porque no son muy buenos en las matemáticas ni en la percepción espacial. SÍNDROME DE KLINEFELTER (47, XXY): Afecta al sexo masculino. Generalmente son estériles, pero no impotentes, mostrando características sexudes secundarias mixtas: testículos pequeños, voz con tonalidad femenina, desarrollo parcial de las glándulas mamarias, ensanchamiento de las caderas. Elevada deficiencia mental. Miembros alargados. Rodillas gruesas. Discurso incoherente. Frecuente muerte a temprana edad. TRISOMÍA X (47, XXX): Sexo femenino. Generalmente no tienen defectos detectables. Son fértiles y casi siempre tienen hijos normales XX y XV. NIÑO CON SÍNDROME DE DOWN (TRISOMÍA 21) 240 <PU MNPRG Experimento Corriente eléctrica de Miller Amoníaco Chispa Metano Hidrógeno Vapor de agua Agua con Agua hirviendo aminoácidos IT. TEORÍAS DE LA EVOLUCIÓN 1 TEORÍA DE JEAN BAPTISTE LAMARCK: Uno de los primeros en proponer un mecanismo para la evolución fue el biólogo francés J. B. Lamarck. Esta concepción se basa en los siguientes aspectos: La función crea el órgano (hipótesis del uso y desuso de las partes).- Sostiene que durante la vida de un organismo se pueden producir cambios a consecuencia de su adaptación a un ambiente determinado, de tal manera que las partes que el organismo usa se desarrollan más que los que no usa; su desuso da como resultado su atrofia o desaparición. Los caracteres adquiridos se heredan.- Las modificaciones ocurridas y adquiridas por el organismo durante su vida se conservan y son transmitidas a la descendencia. Como ejemplo citaba el cuello de las jirafas por la necesidad de sus antecesores de alcanzar el alimento . TEORÍAS DE CHARLES DARWIN y ALFRED RUSSELL WALLACE: En forma independiente, aportaron evidencias convincentes de que la fuerza que impulsaba el cambio evolutivo era la selección narturaf la naturaleza va seleccionando aquellos que se reproducen más eficazmente en el habitat donde vive la población. En 1859 Darwin publicó el libro “El origen de las especies por medio de la selección natural”. La esencia de la. teoría de Darwin de la evolución por selección natural puede resumirse en: Sobreproducción: Las poblaciones naturales de todos los organismos tienen el potencial de aumentar rapidamente en tamaño. Los organismos pueden producir más descendientes de la que se requiere para reemplazar a los progenitores. Competencia: Existe competencia para la supervivencia y la reproducción. Supervivencia del más apto: El amobiente selecciona a aquellos individuos cutas características los adpatan mejor para un ambiente en particular. En cada generación, muchos individuos deben morir jóvenes, no reproducirse, producir pocas crías o producir crías menos aptas que no sobreviven ni se reproducen a su vez. Reproducción: Los individuos que sobreviven y se reproducen pueden pasar sus características a su progenie. Especiacióm Durante muchas generaciones la población cambia, existirá una nueva especie, porque algunas características se pasarán y otras no. 243 CPU-UNPRG 3. TEORÍA MUTACIONISTA: Formulada por Hugo De Vries en 1900. Esta teoría sostiene ++ Que la evolución no se ha dado por la acumulación de variaciones pequeñas, sino debido a la aparición de una serie de cambios bruscos (mutaciones) en el plasma germinal. + La mutación que ocurre en el ADN (genes), es la fuente básica de aparición de nuevos caracteres en los seres vivos y por lo tanto son la materia prima de la evolución. 4. EL NEODARWINISMO O TEORÍA SINTÉTICA: Nace hacia 1930, de launión de la teoría darwinista de la selección natural con los conocimientos aportados por la Genética y otras ciencias biológicas. Investigadores y naturalistas como Spencer, Weismann, Dobzhansky, Mayr, Simpson, contribuyeron a establecer LA TEORÍA SINTÉTICA DE LA EVOLUCIÓN O NEODARWINISMO, afirmando que las mutaciones y la selección natural se complementan entre sí, y ninguno de estos procesos, por sí solo, puede dar lugar a uncambio evolutivo, sus aspectos fundamentales son los siguientes: «+ Las mutaciones son la fuente básica de la variabilidad genética en las poblaciones. La selección natural actúa preservando las pocas combinaciones génicas adaptativas dentro de las infinitas probabilidades inherentes al conjunto génico. «+ La transformación evolutiva no depende solamente de la aparición de nuevos genes, sino también de la alteración de la frecuencia de todos los genes de una población. III. EVIDENCIAS DE LA EVOLUCION 1. PRUEBAS PALEONTOLÓGICAS. El estudio de los fósiles ("algo desenterrado”) permite ++ Calcular la aparición de la vida en las eras geológicas pasadas. ++ Puede conducir a la reconstrucción de la sucesión de los organismos en el tiempo para establecer sus relaciones filogenéticas. + Saber que los seres vivos han cambiado en sus formas y que también se han producido extinciones Existen 5 tipos de fósiles: PETRIFICACIONES: cuerpos de organismos ancestrales que enterrados en el lodo marino o lava volcánica, pasaron por un proceso de mineralización (cuerpo orgánico conserva su forma en el mineral). Ejemplo: trilobites, conchas de almejas, hojas de plantas y gusanos petrificados. PRESERVADOS O MOMIFICADOS: fósil cuya estructura no se ha modificado, sino que, se ha conservado por congelación, cubierto por ámbar, o resinas. Ejemplo: los mamut de 39,000 años de antigiedad. RESTOS ANATÓMICOS: huesos, piel y dientes fosilizados de caballos, elefantes y antropoides. Ejemplo: cráneo de mamífero úrsido (osos). MOLDES: grabados de organismos fosilizados en rocas sedimentarias. Ejemplo: hojas, semillas y frutos de vegetales. HUELLAS: marcas dejadas por dinosaurios, pisadas de anfibios de 250 millones de años. 2. PRUEBAS MORFOLÓGICAS. Se basa en el estudio comparado de las formas y estructuras de los seres vivos con el fin de observar analogías y homologías para establecer relaciones de parentesco. La anatomía comparada proporciona la evidencia estructural de la evolución. + ÓRGANOS ANÁLOGOS: Son aquellos órganos que tienen estructuras diferentes y distinto origen embriológico, pero realizan la misma función. Ej. Alas de un murciélago y alas de un insecto. El proceso evolutivo que los produce se denomina evolución convergente. 244 CPU-UNPRG + ÓRGANOS HOMÓLOGOS: Son aquellos órganos que tienen el mismo origen embriológico, la misma estructura interna, pero cuya forma externa y función son distintas. Ej. Brazo del hombre, el ala de un ave, el ala de un murciélago, aleta de una foca, pata anterior de un perro. El proceso evolutivo que los produce, se denomina evolución divergente. PARAANDAR PARA VOLAR PARA NADAR PARA AGARRAR PARA EXCAVAR 1 4 1 1 2 5 4 5 Carpianos 2 a Metacarpianos Falan 1 3 3 ges 4 * 2 2 2445 Sálamandra Cocodrilo Ave Murciélago Ballena Topo Hombre + ORGANOS VESTIGIALES. - Son partes del cuerpo que supuestamente fueron funcionales en alguna época pasada pero que después se convirtieron en órganos superfluos y residuales. Ej. En el hombre: los músculos de la oreja, el apéndice vermiforme, las vértebras caudales (coccígeas): los huesos pélvicos en las ballenas y ciertas víboras, los molares en los murciélagos vampiros. . PRUEBAS EMBRIOLÓGICAS. Haeckel en 1866 manifiesta que el embrión en el transcurso de su desarrollo repetía la historia evolutiva de sus antepasados en un tiempo breve. Esta idea se resumió en la siguiente frase: La ontogenia es la recapitulación de la filogenia. En la actualidad se sabe que los embriones de las formas superiores se parecen a las inferiores. Las etapas embrionarias de los animales aportan evidencia de que corresponden a ancestros comunes. Hombre Conejo 245 CPU-UNPRG IT. NIVELES ECOLÓGICOS El estudio de la Ecología comprende niveles de organización superior de la materia: Supermacromundo o Mundo cósmico (lo más grande) Macromundo (el común) Micromundo (lo más pequeño) Universo | Galaxias | Sistemas solares — Planetas ! Tierra. Ecosistemas t Comunidades ens ! vivos Poblaciones t Organismos 4 1 Sistema de órganos t Órganos t Tejidos 1 Células Frontera (de vida y no vida) Protoplasma t Moléculas Enles no vivos 1 Átomos t — Particulas subatómicas Tomado de: Ecología y Medio Ambiente. 6. Tyler Miller Jr. 199 248 CPU-UNPRG III. CICLOS BIOGEOQUIMICOS Son los movimientos cíclicos de los elementos químicos desde el ambiente a los seres vivos, retornando nuevamente al ambiente. Característica principal es el desarrollo de un cambio químico. CICLO DEL CARBONO En el planeta Tierra se presenta en forma de CO, carbonato, combustibles fósiles y como parte de los tejidos vivos, El carbono es absorbido por las plantas para ser usado como materia prima en la fotosíntesis y transformado en carbohidratos (glucosa). Las plantas son ingeridas por los animales y después de la digestión y absorción las moléculas de carbohidratos son incorporados dentro del protoplasma animal. Al ser devorado el animal, el carbohidrato pasa al protoplasma del otro animal. Parte del CO? es regresado a la atmósfera a través de la respiración celular. Plantas y animales son parasitados y al morir, sus tejidos entran en descomposición por bacterias. Al final, casi todo el carbono es regresado a la atmósfera como CO: EN AMBIENTES TERRESTRES Petróleo Carbón, Gas MATERIA ORGÁNICA, eS Al 0 Le SN E 4, Bacterias SE “A Hongos Mg COMBUSTIBLES IN FÓSILES EN AMBIENTES ACUÁTICOS ENERGÍA SOLAR Yu FITOPLANCION ZOOPLANCTON NUOROS y > e E Tomado de: Ecología de Perú. Antonio Brack 4 Cecilia Mendiola. 2000. 249 CPU-UNPRG CICLO DEL NITROGENO El nitrógeno es un elemento básico que se encuentra en los tejidos de todos los organismos. La atmósfera tiene aproximadamente 70% del gas nitrógeno (N2), pero ni las plantas ni los animales pueden usarlo de esta forma. Las plantas deben contar con nitratos (NOy') o amoniaco (NH3) para su incorporación. 1. Fijación del nitrógeno: convierte el nitrógeno atmosférico en nitratos; se realiza físico-químicamente y a través de bacterias quimiosintéticas como Clostridium, Azotobacter yRhizobium (ésta última en simbiosis con leguminosas), cianobacterias. Ciertas clases de líquenes y las tormentas eléctricas también fijan el nitrógeno. 2. Asimilación o Utilización de nitratos por las plantas para elaborar sus proteínas. Las plantas absorben y los transforman en proteínas. Los herbívoros adquieren los compuestos de nitrógeno a partir de tejidos vegetales, y los carnívoros de los herbívoros. 3. Aminificación: degradación de tejidos de plantas y animales muertos, reduciéndolos a aminoácidos, Los aminoácidos se convierten en amoniaco (amonificación). Se realiza mediante la acción de bacterias y hongos de la descomposición. 4. Nitrificación: a) Oxidación del amoníaco a nitritos (NOz”); se realiza a través de bacterias nitrosantes (Nitrosomas). b) Oxidación de nitritos a nitratos (NOy”); se realiza a través de bacterias nitrificantes (Nitrobacter). 5. Desnitrificación: convierte los nitratos en nitrógeno atmosférico (N»), liberándose en el proceso oxígeno. Se realiza mediante la acción de bacterias anaeróbicas desnitrificantes (Pseudomonas desnitrificans). ———> Orina Acción volcánica Y ——>Plantas y tejidos 13 == Plantas terrestres Animales terrestres ass (sintesis de y esid aminoácidos) Amonlficación Nitógen atmosférico d Asimilación E ] E Amonio ú amoníaco Fijación ión Desnitri- Nit iaa de nitrógenos Mllminación ción e itritos Nitrato E ) Aves A ) marinas Agua del suelo Plancton— Peces Pérdida a los sedimentos marinos profundos Tomado de: Biología. Helena Curtis 4 N. Sue Barnes. Edición en CD. 2001 250 CPU-UNPRG RED TRÓFICA: Es una serie entrelazada de cadenas alimentarias interrelacionadas en un ecosistema. Cada organismo ocupa uno o varios niveles tróficos, constituyendo los productores el primer nivel trófico. RED TRÓFICA Tomado de: Ecología de Perú. Antonio Brack 4 Cecilia Mendiola. 2000. Nota: Los números encerrados en círculo indican los niveles tróficos. 3. NIVEL TROFICO Y REGLA DEL DIEZMO ECOLÓGICO: NIVEL TRÓFICO: Es el número de etapas que separan a un organismo del primer eslabón de una red alimentaria. En una red de pasto, los productores constituyen el primer nivel trófico. Primer nivel Segundo nivel Tercer nivel Cuarto nivel trófico Productores (plantas) 4 YA Energía solar trófico LI ke trófico Consumidores primarios (herbívoros) Detritivoros YN => (degradadores y detritótogos) Consumidores secundarios (carnívoros) ES trófico Consumidores terciarios (muy camivoros) 47 y Tomado de: Ecología y Medio Ambiente. 6. Tyler Miller Jr, 1994. 253 CPU-UNPRG REGLA DEL DIEZMO ECOLÓGICO. - “Solamente alrededor del 10 % de la energía procedente de un nivel puede ser obtenida por los organismos del nivel trófico inmediato superior”. De acuerdo a esta regla, cuanto mayor sea el nivel trófico de un organismo, menor cantidad de energía tendrá disponible. Ej. Un animal herbívoro necesitará 100 g. de sustancias vegetales para fabricar 10 g. de su propia carne. Si un carnívoro ingiere éstos 10 g. de herbívoro, el peso de aquel sólo aumentará en 1 9. CANTIDAD DE ENERGÍA Pérdida Pérdida O - Pérdida 10) Ot 10 1 o V. DINÁMICA DE POBLACIONES Características o atributos de la Población: Densidad, índice de natalidad, índice de mortalidad, proporción de sexos, distribución de edades, potencial biótico, dispersión, forma de desarrollo, adaptabilidad, capacidad reproductiva y persistencia (probabilidad de dejar descendientes por períodos largos). ++ Densidad:se expresa como número de individuos o la biomasa de la población por unidad de superficie o de volumen. Ej. 30 individuos de Prosopís pallida "algarrobo" por hectárea; 5 millones de diatomeas por m* de agua. La densidad poblacional puede aumentar o disminuir debido a modificaciones de uno o varios de los parámetros primarios de la población: natalidad, mortalidad, inmigración y emigración. %+ Potencial biótico: Capacidad de los organismos para reproducirse en condiciones óptimos. + Resistencia ambiental: Son los factores abióticos y bióticos que impiden a los organismos alcanzar su potencial biético, o bien continuar con él. ++ Crecimiento poblacional: Es el incremento o disminución del número total de individuos de una población, debido a la interacción entre el potencial biótico y la resistencia ambiental. ++ Dispersión: Es el movimiento de los individuos o de sus elementos de diseminación (semillas, esporas, larvas, etc.) hacia dentro o hacia fuera del área de la población. La dispersión adopta tres formas inmigración, emigración y migración. U Inmigraci Mortalidad Di a Densidad Natalidad +, Poblacional dh 254 CPU-UNPRG VI. ESPECIES EN PELIGRO DE EXTINCIÓN A. FLORA: Palo de rosa, Ojé, Leche-caspi, Queñoa, Quishuar, Ccasi, Orquídeas de las lomas (Chloraea venusta, Spiranthes pavonis), Puya raimondi, fósiles vivientes (Stylites andicola), Cactus del género Oroya, Romerillo, Hualtaco, Uña de gato (Uncaria tomentosa), Valeriana, Cascarilla. B. FAUNA: Mamiferos: Mono Coto de Tumbes, Maquisapa cenizo, Maquisapa negro, Mono Huapo colorado, Mono Choro de cola amarilla, Chinchilla real, Nutria del Noroeste, Nutria marina, Lobo de río, Pinchaque, Huanaco., Ciervo de los Pantanos, Chinchilla. Aves: Suri, Pingijino de Humboldt, Zambullidor de Junín, Potoyunco, Flamenco andino, Flamenco jamesi, Parihuana, Ganso selvático, Pato de cabeza castaña, Paujil cornudo, Pava aliblanca., Águila arpía, Guacamayo cabeza celeste. Reptiles: Cocodrilo de Tumbes, Charapa. VIT. RELACIONES INTERESPECÍFICAS EFECTOS INMEDIATOS TON DE LA INTERACCION DEFINICION EJEMPLOS POBLACIÓN 1/ POBLACIÓN 2 - Guarda caballos - caballos Ambas poblaciones se benefician. | -Las plantas con flores y sus MUTUALISMO +/+ La interacción es favorable a| polinizadores. ambas y puede ser obligatoria o | - Rhizobium- Leguminosas no - Líquenes (Hongo - alga) - Micorriza (hongo - raíces) -Rémora y Tiburón - Caracol y cangrejo ermitaño. - Orquídeas sobre las ramas delos árboles. Una de las poblaciones se COMENSALISMO +/0 beneficia (comensal), la otra no resulta afectada (huésped), - Mareas rojas (toxinas), AMENSALISMO Una de las poblaciones es |- Inhibición química del Ichu (Antibiosis y -/0 inhibida, la otra no resulta| (Alelopatía). Alelopatía) afectada. - Hongo Penicillium y bacterias (Antibiosis). COMPETENCIA 7 Inhibición — indirecta cuando y lobo marino POR RECURSOS escasea un recurso común. -Pelícano y Tetrabothius (céstode), -Piojos y el hombre - Las garrapatas y los perros, Una de las especies se beneficia PARASITISMO +/- (parásito) y la otra se perjudica (huésped). Es el acto de captura y muerte que sufren unos individuos (presas) por parte de otros (predadores o predador), -El zorro y el león son depredadores del conejo y la gacela DEPREDACIÓN +/- 255