¡Descarga Apunts Biodiversitat y más Apuntes en PDF de Biología solo en Docsity!
Jana Carbonés Martínez Biotecnologia - UdG Biodiversitat i fisiologia 1
TEMA 1. EVOLUCIÓ I FILOGÈNIA
BIODIVERSITAT
Biodiversitat: conjunt d’organismes vius que caracteritzen un llinatge o territori. Quan s’ha perdut un 20% de la biodiversitat d’un ecosistema, aquell ecosistema ja no es pot recuperar. L’acció destructiva de l’home no permet a la biodiversitat, canviar i evolucionar. El canvi evolutiu de les diferents especies s’estudia a partir de les restes fòssils. Tots els organismes tenen un ancestre comú , que s’anomena LUCA , que era un bacteri que va aparèixer fa 4000 MA. La biodiversitat ha anat augmentant, variant i evolucionat en el transcurs del temps.
CLASSIFICACIÓ DELS ÉSSERS VIUS
DADES SISTEMÀTICAMENT: Branca de la biologia que s’encarrega de classificar els éssers vius en grups diferent categoria (taxonomia) a partir de la seva historia evolutiva (filogènia), mitjançant tant anàlisi filogènics a través de les seqüencies moleculars, com d’altres criteris (morfològics, fisiològics, ecològics, embriològics (a través del fenotip), taxonòmics...)
Taxonomia
La taxonomia és una subdisciplina de la sistemàtica que s’encarrega de classificar els éssers vius mitjançant categories jeràrquiques anomenades tàxons o categories taxonòmiques. Codi Internacional de Nomenclatura Biològica
- Algues, fongs i plantes: ICBN
- Zoològic: IZCN
- Bacteris: ICNB La nomenclatura binaria és el nom científic format per dues paraules en llatí: Gènere + espècie
ESPÈCIE
La definició biològica d’espècies: població natural d’individus que es poden encreuar entre sí generant descendents fèrtils, però que estan aïllats reproductivament d’altres grups afins. Si dos individus de diferents espècies s’encreuen poden generar un HIBRID , però aquest no serà fèrtil. o Hi poden haver especies separades geogràficament, que no han acabat el procés d’especiació. Es a dir, presenten característiques comunes però també de diferents, però que encara poden produir descendència fèrtil. o Els híbrids quan son de 1a generació són molt vistosos, en cas de vegetals, més grossos, amb mes flors o més fruits. Els híbrids en horticultura han tingut un gran us en per augmentar la producció. El concepte biològic d’espècie , es molt útil per classificar els animals. Però en plantes no va també bé ja que hi ha plantes que accepten híbrids, que es poden reproduir i crear descendència fèrtil. Domini Regne Fílium Classe Ordres Familia Genère Espècie
Jana Carbonés Martínez Biotecnologia - UdG Biodiversitat i fisiologia 2 Per això en botànica el que es fa es buscar atributs fisiològics que els diferenciïn i seqüencies genètiques que els diferencien. ESPÈCIE MORFOLÒGICA : ajunta un grup d’individus amb característiques morfològiques pròpies que es diferencien d’altres grups pròxims. Aquest concepte és el més utilitzat per la sistemàtica i el més utilitzat per les espècies de la majoria de catàlegs florístics.
PROBLEMES DE LA DIFERENCIACIÓ BIOLOGICA
- Inaplicable a organismes fòssils
- No es pot aplicar a individus amb reproducció asexual
- Existeixen casos d’hibridació en els quals es produeix descendència fèrtil. Els problemes amb la diferenciació biològica s’han resolt amb les probes genètiques que és útil tan per organismes grans com petits. La varietat morfològica en una especiés pot ser molt gran, conseqüència de encreuaments artificials. SELECCIÓ ARTIFICIAL: tècnica de control reproductiu utilitzada per l’ésser humà basada en l’alteració dels gens d’una espècie. Les preferències humanes determinen els trets que permeten la supervivència, la fecunditat, la mida... es tracta d’una evolució dirigida.
TRANSGÈNICS
Un organisme transgènic és aquell al qual se li ha modificat el codi genètic amb l’objectiu de obtenir una nova característica. Els organismes transgènics es poden obtenir a partir de l’addicció d’un gen d’una altre espècie que no es compatible sexualment. La majoria de transgènics són vegetals destinats al cultiu (arròs, colze, blat de moro i coto). En aquest casos se’ls pot aplicar una resistència als herbicides, per exemple, en el blat de moro se li ha introduït un gen bacterià que fa que produeixi una proteïna que mata als insectes quan aquest en mengen. Addició gènica: es pretén que la planta adquireixi una altre característica o propietat. Per exemples sintetitzar alguna vitamina. Supressió gènica: eliminar alguna característica o propietat no desitjada, no se sol eliminar el gen sinó́ que se li aplica algun altre que l’inactiva o en retarda l’efecte. P ex. que el blat no contingui gluten.
DIFERENCIACIÓ DESPÈCIES
Que utilitzem per diferenciar les espècies:
- Caràcter taxonòmic: Atribut observable d’un organisme. Han anat canviat amb el descobriment de noves eines utilitzades per l’estudi dels essers vius. El microscopi òptic per caràcters morfològics, el microscopi electrònic per caràcters ultraestructuals, tècniques moleculars per caràcters moleculars basats en els gens marcadors.
- Caràcters morfològics (organismes grans, que a simples vista podem diferenciar, no només la forma exterior, sinó que també l’interior), fisiològics i moleculars Amb les plantes, els caràcters morfològics més interesants són les flors i els fruits que fa la planta. Caràcters morfològics o ANTROPODES: parells de potes i el nombre de segments corporals § Quelicerats: 4 parells de potes i 2 tagmes (aràcnids, escorpins, àcars) § Crustacis: 5 parells de potes i 3 tagmes (gambes, llagostins, crancs, percebes) § Hesàpodes: 3 parells d epotes i 3 tagmes (Papallona, abella, marieta) § Miriàpodes: més de 5 parells de potes i 2 tagmes (cucs) Algues nori del mediterrani: a Palamós hi ha una espècie de 2 cm, a Mallorca també hi eren presents. De totes elles es van fer l’estudi genètic. Van trobar que a Grècia, hi havia la mateixa que hi havia a Mallorca i que aquestes dues eren diferents a la de Palamós. Per tant la genètica demostra coses que morfològicament pudires determina erròniament.
TEMA 2. DIVERSITAT DELS FONGS
Els fongs es un grup molt divers i variat, que tenen un ancestre comú amb els animals, i té un origen molt molt llunya amb les plantes. Per tant tenen més similituds amb els animals que amb les plantes. Es un grup molt ampli amb més de 100.000 espècies identificades, tot i que hi ha molt desconeixement, ja que són molt difícils d’aconseguir, per això s’estima que hi ha moltes més especies, 1 .5 milions. Es troben en tots els hàbitats, tot i que es troben més en el medi terrestre , i la seva funció principal es la descomposició de la matèria orgànica , això fa que el planeta sigui habitable. Són SAPRÒFITS, ja que descomponen matèria vegetal morta. A més poden establir diferents tipus de relacions amb altres organismes, com la de paràsits infectant un organisme i alimentar-se’n; i de simbiosi, com per exemple els líquens, que els permet aprofitar característiques d’altres organismes. Característiques generals Són immòbils i presenten parets cel·lulars de QUITINA (polímer no ramificat de N-acetil glucosamina), aquesta paret és impermeable i bastant rígida. Els fongs acumulen lípids i glicogen com a substància de reserva. Els fongs presenten dos tipus de reproducció: sexual i asexual. Generalment, però utilitzen més la reproducció asexual, ja que en ocupar un substrat els interessar créixer molt i molt ràpidament pel que utilitzen reproducció asexual. Nomes utilitzen la reproducció sexual al fina, quan ja pràcticament no queda substrat.
1. FONGS UNICEL·LULARS (llevats)
Els fongs unicel·lulars són els llevats i són els més simples que trobem a nivell estructural ja que estan formats per una sola cèl·lula. Fermenten els glúcids fins a alcohol etílic i CO2. Aquesta fermentació que porten a terme s’utilitza en moltes aplicacions en alimentació. * Saccharomyces cerevisiae, porta a terme la fermentació alcohòlica (procés anaeròbic).
1.1. REPRODUCCIÓ
És reprodueixen per gemmació. Quan la cèl·lula s’ha de reproduir forma una protuberància on hi ha una copia del material genètic cromosòmic, i quan aquesta protuberància té la mida mínima necessària se separa de la cèl·lula mare. Cada cop que la mare te una filla aquesta li deixa una cicatriu. Hidrats de carboni (glucosa, fructuosa, sacarosa, mido) etanol + CO 2 + ATP La reproducció asexual es igual d’important que la sexual.
2. FONGS PLURICEL·LULARS
2.1. PARTS DELS FONGS
Els fongs son organismes simples estructuralment ja que no té òrgans ni teixits. Son els organismes més grans del mon ja que tenen una esperança de vida molt gran. o BOLET: És la part visible dels fongs, aquests son la part reproductora. Els bolets no fan la funció descomponedora, només fan espores. Tenen una esperança de vida aproximada de 15 dies o MICELI: És el cos del fong, està compost per milions de filaments molt fins i ramificats, que es troben sota el sol. La seva funció es descompondre la matèria. Perduren d’un any per l’altre i creixen de forma radial. En el límit del miceli es on apareixen els bolets, quan el fong es reprodueix. o HIFES: Són els filaments prims que es ramifiquen i formen el cos vegetatiu del fong. Penetren en el substrat, s’estenen i creixen molt ràpidament i permeten la captació d’aigua i nutrients. Les cèl·lules que formen les hifes són cèl·lules molt simples que no presenten orgànuls però que tenen una gran eficiència.
- Hifes especials: en espècies parasites. Les infeccions en plantes no acostumen a ser mortals, ja que el fong treu benefici de que la planta estigui viva, per això no la mata. Aquestes hifes acostumen a parasitar nematodes, les hifes envolten el cuc u es va estrenyent fins a matar-lo per asfixia, un cop mort s’alimenta d’ell.
2.1. REEPRODUCCIÓ
o REPRODUCCIÓ ASEXUAL Els fongs pluricel·lular poden reproduir-se per:
- Fragmentació: una part del miceli es talla i això genera 2 organismes iguals i independents.
- Espores: Permet una reproducció més ràpida ja que es creen una gran quantitat d’espores. No hi ha recombinació genètica. o REPRODUCCIÓ SEXUAL Es forma un cos fructífer (bolet, en molts casos). Els bolets formen espores.
- Formació d’espores : Les espores es formen a l’ esporangi i a les puntes estan els conidis que son espores produïdes per multiplicació asexual i donen lloc a individus idèntics. Els conidiòfors són hifes especialitzades portadores de conidis. Aquestes espores després es distribueixen en l’aire, a partir d’insectes o a partir de la pluja, entre d’altres sistemes de dispersió. Cal tenir amb compte que molt poques d’aquestes espores acaben tenint èxit i formant un nou miceli, per això se’n produeix un nombre tant elevat.
- Cos fructífer o carpòfor: hifes fortament empaquetades (fals teixit) especialitzades en la formació d’espores. Comunament, es coneixen com bolets i dintre d'ells hi ha els esporangis, on es formaran les espores i els zigots.
- Erol: bolets originats d’un mateix miceli.
3. GRUPS DE FONGS
Els fongs presenten una gran diversitat i en podem diferenciar 5 grups, però n’estudiarem 3.
- Quitridiomicots : molt poc habituals viuen en medi aquàtic i solen ser paràsits.
- Zigomicots: conté unes 1000 espècies i generen les floridures.
- Glomeromicots : poc coneguts generalment són tots fons que donen lloc a micorrizes
- Ascomicots: 60.000 especies, presenten les espores en ascs i tenen reproducció sexual.
- Basidiomicots: 35.000 espècies, són els bolets típics i tenen l’estadi sexual en basidiocarps.
4. ECOLOGIA DELS FONGS
Són els principals responsables de la descomposició de la matèria orgànica i són els grans protagonistes de tancar el cicle de la matèria reciclant els nutrients. La seva gran importància rau en el fet que porten a terme processo que no poden portar a terme altres organismes vius. Hi ha moltes especies que també porten a terme associacions simbiòtiques. D’aquests en podem destacar les micorizes, que són l’associació del fong amb l’arrel d’una planta i ho presenten el 90% de les plantes vasculars. La planta dóna al fong hidrats de carboni, mentre que el fong facilita a la planta l’absorció de nutrients (ions) i aigua, a més a més, els dóna protecció davant d’ectoparàsits. Podem diferenciar dos tipus de micorizes:
- Endomicorrizes: tenen lloc en plantes petites i els fongs viuen a l’interior de els arrels
- Ectomicorizes: tenen lloc en plantes vasculars (grans) i el fong es troba fora de l’arrel, amb la qual entra en contacte a traves de l’epiteli d’aquesta. El coneixement de les micorrizes és molt important ja que ens permet:
- Incorporar de forma més eficient elements nutritius a la majoria de plantes
- “cultiu” de bolets, tot i que encara no s’han obtingut resultats massa exitosos.
- Impotència de la productivitat dels cultius en l’àmbit agrícola.
- Portar a terme restauració o replantació de boscos i zones forestals. Hi ha molts productes de consum humà que s’obtenen a partir de l’aplicació dels fongs en la industria. Els productes que s’obtenen són molt diversos: o Essencials pel funcionament dels ecosistemes terrestres:
- Descomposició de la matèria orgànica.
- Reciclatge de nutrients: cicles de la matèria. o Essencials pel funcionament de la majoria de plantes:
- Micorizes. o Essencials per l’home:
- Fermentació (pa, cervesa,...)
- Antibiòtics. o Fongs paràsits que causen malalties (tant a vegetals com en persones). A les persones causen, sobretot, malalties a nivell epidèrmic i en zones on hi ha molta queratina, com ara les ungles i les arrels dels cabells.
TEMA 3. BIODIVERSITAT VEGETAL Parlem de vegetal en un sentit molt ampli, és a dir, no només de les plantes terrestres, sinó a nivell de tots aquells organismes, tant unicel·lulars com pluricel·lulars, que són capaços de realitzar la fotosíntesi exigència. La disciplina que estudia els vegetals és la botànica. Es creu que tots els vegetals tenen un origen únic, és a dir, tots provenen d’un mateix organisme unicel·lular eucariota, que va fagocitar un cianobacteri amb el que va establir una relació de simbiosi passant a ser el seu cloroplasts. Aquest organisme es creu va aparèixer fa 1500 milions d’anys. A partir d’aquet ancestre comú és van originar 3 línies filogenètiques.
- Glaucòfits: Grup molt reduït que va tenir molt poc èxit evolutiu, que té 10 varietats.
- Rodofits (algues vermells): van conservar les clorofil·les a i b i les ficobilines (els dona el color vermellós). Les ficobilines son pigments que permeten aprofitar la poca llum que hi ha a molta profunditat.
- Clorobionts: conserven la clorofil·la a i b, són els ancestres del que actualment són les plantes terrestre A partir d’aquestes 3 linies també van produir-se més relacions de endiosimbiosi. En el moment en que es van originar les primers cèl·lules vegetals tota la vida es donava en el medi aquàtic, és a dir, trobàvem algues aquàtiques. Al cap d’uns milions d’anys ja trobem espècies que havien en el medi terrestre. Per tal d’ocupar tot el medi terrestre, hi van haver unes espècies que van ser capaces d’adaptar-se a l’assecament dels llacs o medis aquàtics on vivien, aquest fet va ser clau en l’evolució dels vegetals. En el medi terrestre en primer lloc troben les molses, seguides de les falgueres, que es reproduïen per espores. Després d’aquestes ja trobem els espermatòfits, que són totes aquelles plantes que es reprodueixen per llavors. Poden distingir, entre tots els vegetals, entre dos grans grups: pluricel·lulars i unicel·lulars:
- Pluricel·lulars: en medis aquàtics i medi terrestre
- Unicel·lular: en medis aquàtics
1. CROMALVEOLATS
1.1. DIATOMEES
Són micro-algues unicel·lulars que es troben en molts medis aquàtics diferents. Poden viure de forma unicel·lular o formar colònies. El seu tret més característic és la seva paret cel·lular (frústul) que està formada per diòxid de silícia i al observar-la al microscopi sembla que brillin. El frúsul és la paret cel·lular silicificada formada per dues meitats (teques) que encaixen. MORFOLOGIA: és un grup molt divers. N’hi ha d’allargades (aigua dolça) i d’esfèriques (medi marí). La paret cel·lular dóna protecció i resistència, està formada per dues parts anomenades valves. Les estries que s’observen al observar-les al microscopi serveixen per fer intercanvi de gasos i matèria. Són els principals productors primaris dels mars i els oceans. Fixen una gran quantitat de CO 2 i emeten elevades quantitats d’oxigen. Es diu que la gran quantitat d’oxigen del plantes ve donat per algues unicel·lulars. En el medi algunes d’elles no es troben format part del plàncton sinó que són bentòniques, és a dir, es troben sobre de les roques. També poden viure sobre de plantes o algues. Tenen aplicacions en determinació de la qualitat de l’aigua o per calibrar microscopis.
2. PLANTES VERDES O CLOROBIONTS
L’origen de les plantes són els clorobionts que ha donant lloc a algues verdes i a plantes terrestres. Totes elles tenen caràcters comuns, que comparteixen a nivell ultra estructural. En el medi aquàtic continental hi ha més varietat, que en aigua salada. El medi terrestre oferia més avantatges. Estanys es van anar desecant, i les espècies que vivien al límit van anar patint mutacions que els van permetre adaptar-se a terneys dessecats, i això va permetre que puguesin viure en medi terrestre. El pas al medi terrestre va anar acompanyat de diversos desenvolupaments ja que s’havien de desenvolupar estructures que els permetessin mantenir-se dretes, captar nutrients. Això es va poder produir per una associació amb els fongs. Les primeres plantes que van sortir eren petites i senzilles, els desentens d’aquestes especies serien les molses. Mes endavant es van desenvolupar les falgueres seguidament dels espermatòfits que desenvolupaven llavor per reproduir-se. El fet de tenir una llavor permet dispersar-se, sobreviure en el medi, es a dir, els hi ha proporcionat un avantatge. L’ancestre comú permet que totes les plantes tinguin característiques comunes:
- Presencia de cloroplast (doble membrana i tilacoides)
- Clorofil·la a i b com a pigments fotosintètiques
- Midó com a substància de reserva
- Paret cel·lular de cel·lulosa
2 .1. GRUPS BRIOFÍTICS (MOLSES)
Són les plantes més primitives, les primeres en colonitzar el medi terrestre. Dins d’aquest grup s’hi troben les molses, uns organismes de baixa complexitat estructural.
- No tenen teixits (la seva organització es molt simple)
- La fase haploide és la més important en el seu cicle vital i correspon al seu cos vegetatiu.
- No poden regular la capacitat hídrica de la planta, és a dir, depenen exclusivament de l’aigua que hi ha en l’ambient, ja que no tenen vacuoles.
- Preproducció en espores, és a dir, no fan fruits ni llavors. Aquestes espores han de germinar a la que arriben al sòl ja que no tenen capacitat de resistència. Depenen de la presència d’aigua per la reproducció, de manera que, si no plou i no hi ha aigua en el medi no es pot donar la fecundació de les gàmetes. Les molses estan formades per diferents parts i les podem entendre com una planta molt petita. En el moment de la reproducció sexual crea un esporòfit de color més marronós de manera que sobresurt per sobre del seu cos vegetatiu i que contindrà les espores.
- Sphagne : que han d’estar permanentment submergides en aigua, durant tot l’any, és per això que es situen en lloc d’alta muntanya que estiguin semiinundats.
- Grimmia : pot viure en llocs d’escassa aigua, en lloc molt assolellats. Està activa poques hores al dia, amb l’aigua de la rosada del matí ja pot dur a terme les seves funcions. Quan perd l’aigua es queda en estadi de repòs fins que torna a aconseguir-ne. Tenen una sèrie de pèls per protegir- se de la radiació solar.
2.2. MONILÒFITS (FALGUERES)
Les falgueres actualment es troben en les regions més humides del planeta, però anteriorment (època dels dinosaures) la seva presència era abundant i en tot el planeta.
- Tenen teixit conductor i de sosteniment, és a dir, ja tenen una estructura més complexa.
- El seu cos vegetatiu és diploide.
- Poden regular la capacitat hídrica de la planta, és a dir, poden acumular aigua en els vacúols cosa que fa que no depenguin tant de l’aigua que hi ha en el medi.
- Els seus òrgans reproductors estan protegits per capes de cèl·lules, cosa que els fa més resistents als ambients on viuen.
- També es reprodueixen per espores, és a dir, que ha la que una espora arriba al sòl ha de germinar ja que no tenen capacitat de resistència.
- Depenen de la presència d’aigua per tal que es tingui lloc la fecundació de les gàmetes i, per tant, la seva reproducció. Tenen arrels, tija i fulles. Les seves tiges es troben enterrades i sobresurten les fulles que estan dividides i tenen la funció fotosintètica i reproductora. Els esporangis s’acumulen sota la fulla de la falguera. L’anell que envolta l’esporangi fa de catapulta per dispersar les espores. Les falgueres presenten mida molt diversa, en podem trobar de molt petites, de mida mitjana (les que hi ha en el nostre territori) i de molt grans que poden arribar a ser arborescents sobretot en la zona dels tròpics.
- El Polypodium conté els esporangis sota les fulles.
- L’Asplenium és un altre exemple de falgueres pròpies del nostre clima.
- Els Equisetum, també anomenades cues de cavall, tenen altes capacitats medicinals. Són morfològicament diferents a les altres falgueres, no tenen fulles, només tiges.
3. ESPERMATÒFITS
Són les plantes que fan llavor, són més complexes. Hi ha les que fan flor i les que no. Tenen teixits molt especialitzats per les diferents funcions d ela planta. Poden viure independentment de la presencia d’aigua del medi, ja que trenen vacúols, es a dir, que son homeohidres. Són organismes diploides. La reproducció es a partir de llavors, i no necessiten aigua per reproduir-se. Es poden reproduir per pol·linitzadors o per l’aire, ja que son els que dispersen el pol·len. Dins els espermatòfits trobem els: o Gimnospermes que no fan fruit, es a dir la llavor estan lliures; (pi,xiprer). Inclouen pins, avets, xiprers, etc. són plantes grans, llenyoses que tenen un creixement lent. El grup de les gimnospermes és més petits que les angiospermes, no tenen gaire número d’espècies. Són importants pel que fa a la biomassa ja que tendeixen a formar boscos. En els pins (Pinus) les seves estructures reproductores són les pinyes. Pel que fa al xiprer, també té pinyes, allargades les masculines i arrodonides les femenines. Les pinyes, tarden 1 any per formar llavor masculina i 3 anys per formar llavor femenina, és per això que es diu que el creixement és lent. o Angiospermes , presenten les llavors protegides, és a dir, fan fruits. Totes les plantes que fan flor acaben fent fruit, la finalitat del qual es que algun animal se’l mengi i així dispersin les seves llavors. Aquesta distribució també es pot donar per el vent. La seva evolució ha anat lligada a la dels animals, principalment als artròpodes, els principals encarregats de permetre la pol·linització de les plantes. Les plantes tenen colors vius per atraure els insectes. A dins i tenen el nèctar que és el que van a buscar les insectes i allà l’agafen i quan van a buscar el nèctar en una altra planta pol·linitzen aquesta amb el nèctar de l’altre. També hi ha plantes que es polititzen per aus o ratpenats.
- Fruit: ovari madur que conté les llavors (pot incloure altres parts de la flor). La flor es fecunda i un cop fecundada es forma la llavor i el fruit. La planta creix, crea les seves estructures reproductores, les flors, i aquesta flor madura durant lloc al fruit, alguns animals poden menjar fruits i dispersar les llavors. L’insecte va a la flor a buscar el nèctar i en aquest procés agafa pol·len, al anar a buscar el nèctar d’una altra planta l’insecte indirectament ajunta els dos pòl·lens. Hi ha flors amb forma d’insecte que confonen insectes i es penses que es podran aparellar i en realitat només s’impregnen de pol·len. La majoria s’han adaptat per reproduir-se per mitja dels insectes, tot i així hi ha plantes que ho fan a partir d’ocells com el colibrí o d’altres que ho fan a través dels ratpenats.
1 .2. Artròpodes
És el grup més important en nombre d’espècies. Se’n coneixen 1.100.000. El seu gran èxit evolutiu és el fet de tenir un exosquelet, enlloc de tenir ossos. Els protegeix de es infeccions i en alguns casos els permet volar.
- Tenen simetria bilateral i teixits i òrgans senzills.
- Mòbils.
- Presenten metàmers o segments i apèndix (potes) articulades amb o sense pèls sensitius.
- Tenen un exoesquelet format de plaques (més protecció i mobilitat).
- Tagmatització (fusió dels metàmers en regions).
- Molts de terrestres, i presents en ambients aquàtics.
1 .3. Mol·luscs
És un grup molt divers. Actualment se’n coneixen aproximadament 100.000 espècies diferents.
- Són mòbils tot i que hi ha especies fixes com les cloïsses. Hi ha grans caçadors en aquest grup com els pops o les sèpies. Totes les seves evolucions estan relacionades amb el fet de ser eficients al caçar.
- Simetria bilateral i amb teixits, sistemes, cavitats internes i òrgans.
- De filtradors sèssils a actius caçadors pelàgics.
- Marins, terrestres i d’aigua dolça.
1 .4. Cordats
S’hi inclouen els vertebrats. Tots tenen en comú que en la formació de l’embrió es forma una estructura anomenada notocorda. Es coneixen 58.000 espècies diferents.
- Colonitzadors del medi terrestre. Van haver de desenvolupar la manera de conservar l’aigua, és per això que la majoria d’ells tenen líquid amniòtic per formar l’embrió. Les adaptacions al medi terrestre van orientar-se a formar un cos amb una estructura que li permetés desplaçar-se. Des de les aletes que es convertiran en les extremitats.
2.ORGANISMES MODELS
Són espècies no humanes que han estat molt ben estudiades al llarg del temps que comparteixen caràcters amb l’organisme al qual volem tractar. Són tots aquells organismes que són utilitzats per a l’experimentació. P.ex els ratolins en estudis humans. Bons organismes models: ratolí, gallina, nematode, plantes, peix zebra, llevats, granotes, mosques, mixomicets, etc. Un organisme model serà, dons, un espècie que es considera representativa d’un grup d’organismes i que, per les característiques biològiques, es pot estudiar fàcilment. A continuació es citen algunes d’aquestes característiques desitjables en els organismes per ser bons models: a) Simplicitat estructural, alhora que presenta els processos cel·lulars basics d’organismes més complexos. b) Accessibilitat per a l’experimentació i manipulació fàcil (organisme no patogen). c) Creixement i propagació fàcils, ràpids i econòmics en laboratori d) Cicle biològic curt i producció d’un gran nombre de descendents. e) Facilitat per modificar-lo genèticament f) Genoma relativament petit i estable.
o Caenorhabditis elegans , un cuc diminut del sòl, que des de fa més de quaranta anys també viu entre les parets del laboratori. En les darreres dècades, ha assolit el prestigi d’organismes de major tradició, com la mosca del vinagre o el ratolí. Se l’ha utilitzat per estudiar la genètica del desenvolupament i el sistema nerviós. Darrerament, també està fent aportacions en el coneixement de les causes de l’envelliment, de la mort cel·lular i de l’estructura del genoma o Mus musculus El ratolí és el mamífer més utilitzat al laboratori. Fa més de cent anys que es va començar a utilitzar com a material d’experimentació i, actualment, és un patró en molts camps de la recerca biomèdica (malalties cardiovasculars, diabetis, trastorns neurològics, càncer, etc. o La mosca del vinagre és un dels animals més ben coneguts de la natura. D’aquesta espècie es coneix cadascuna de les parts del seu cos i els esdeveniments que tenen lloc fins que es forma l’animal adult. El seu genoma va ser seqüenciat l’any 2000. Malgrat que resten misteris per desvetllar, no seria descabellat pensar que la primera construcció artificial d’un animal ‘complex’ fos similar a aquesta mosca. La seva utilitat va més enllà del coneixement bàsic dels animals i pot jugar un paper destacat en la recerca biomèdica: càncer, malalties neurodegeneratives, drogoaddicció, etc.
La velocitat d’aquests sistemes és molt variable. Tant hi pot haver vies nervioses més ràpides o més lentes, com hormones on el seu efecte sigui més ràpid o més lent.
ANIMALS UTILITZATS EN BIOTECNOLOGIA
- El Caenorhabditis elegants és un nematode d’1mm de llargada i s’utilitza molt en recerca de fisiologia animal ja que és un organisme molt fàcil de mantenir i reproduir. És molt transparent i per tant, és fàcil observar les seves estructures internes. Té un genoma bastant complexa i és l’únic animal del que se sap exactament com es forma cada cèl·lula i com s’estructura cada part del cos. És una espècie on no hi ha mascles i femelles, sinó que hi ha hermafrodites (individus que són al mateix temps mascle i femella) i mascles.
- La Drosophila melanogaster, o també coneguda com a mosca de la fruita, ha sigut l’animal més estudiat pels genetistes, ja que és molt fàcil de reproduir-la i les seves generacions succeeixen molt ràpid. És senzill identificar si són mascles o femelles i és fàcil observar-ne les mutacions.
- El Fugu rubripes , o també conegut com a peix zebra, també és un animal molt utilitzat. Els seus embrions es desenvolupen molt ràpidament i són totalment transparents, cosa que permet veure molt bé les seves fases de desenvolupament.
- El Xenopus laevis és una granota que també s’ha utilitzat molt perquè posa molts ous, que són bastant grossos, i se li coneix molt bé tot el desenvolupament embrionari. És el primer organisme que es va clorar.
LA ORGANITZACIÓ DELS SISTEMES NERVIOSOS EVOLUCIÓ DELS SISTEMA NERVIÓS
Són aquells que tenen extrems anterior i posterior, i costat dret i esquerre. En aquest
cas els òrgans sensorials es localitzen a l’extrem anterior del cos.
Presenten ganglis , que són agrupacions de cossos neuronals cel·lulars interconnectats
per sinapsis. Que funcionen com a centre d’integració del sistema nerviós.
En moltes espècies els ganglis de la part anterior del cos es concentren en grans grups
formant l’ encèfal , que és el centre d’integració complexa. Dins de l’encèfal les
agrupacions de somes es denominen nuclis, que son els equivalents funcionals als
ganglis, i les agrupacions d’axons neuronals es denominen tractes, En l’exterior dels
centres d’integració, els axons de les neurones aferents i eferents s’organitzen com
estructures denominades nervis, que son els equivalents funcionals a els tractes tens
centres d’integració.
SISTEMA NERVIÓS DELS INVERTEBRATS
La cefalització es el model que presenta els òrgans sensorials i els centres d’integració
nerviosos situats en el extrem anterior del cos. La majoria d’espècies d’invertebrades
presenten un encèfal desenvolupat, varis ganglis i un o més troncs nerviosos. En els
invertebrats els feixos d’axons que connecten els ganglis o que connecten els ganglis amb
l’encèfal es denominen comissures o conjuncions.
La majoria de les especies presenten 3 series de ganglis grans:
- Ganglis cerebrals que innerven cap i coll
- Ganglis bocals que innerven boca i estómac
- Ganglis pedals que innerven els peus.
- PLATIELMINS: són simples, alguns no presenten encèfal evident i d’altres el tenen
desenvolupat i el permet desenvolupar comportaments complexos.
- CUCS NEMERTINS, NEMATODES I ANÈL·LIDS : presenten sistemes nerviosos mes
estructurats, amb l’encèfal desenvolupat, ganglis en cada segment del cos i un o més troncs
nerviosos que envien informació entre els teixits i els centres d’integració.
- ARTRÒPODE: Conte un encèfal, un tronc nerviós motor i un gran gangli en cada segment
del cos.
En general els organismes amb sistemes nerviosos complexes tenen mes neurones que els
organismes amb sistemes nerviosos simples. Però el numero de neurones total no es
PARTS DELS NERVIS
SISTEMA NERVIÓS CNIDARIS
Els cnidaris són animals simètrics radialment amb sistemes nerviosos interconnectats en una gran
xarxa nerviosa, amb neurones distribuïdes per tot el cos. Les neurones no estan especialitzades,
però poden funcionar com neurones sensitives, interneurones o neurones eferents poden
informar sinòpticament en varis punts de la seva longitud. Les neurones formen sinapsi de pas
que permet que la informació passi en una o altre direcció a traves de la sinapsi. Les neurones
tenen funcionament bipolar. Tenen una organització nerviós aparentment senzilla i cap centre nerviós individual patent,
però es comporten de forma complexa.
La mida de l’encèfal
varia molt entre
vertebrats, aquesta
variació en gran part
es deu a la
diferencia de mida
de les diferents
espècies. Però la
mida de l’encèfal
pot variar molt
entre taxons,
aquesta variació es
resultat del canvi en
la mida de diferents
parts de l’encèfal,
més que en el
desenvolupament
d’estructures noves.
Hi ha determinades zones de l’encèfal on la barrera hematoencefàlica es permeable, com la glàndula
pineal, la hipòfisis, i parts de l’hipotàlem. Això permet que les molècules secretades com hormones
puguin anar al sistema circulatori.
L’ENCÈFAL
L’encèfal es una extinció de la medul·la espinal, que presenta espais buits en el seu
interior, anomenats ventricles que es nodreixen de líquid cefaloraquidi. L’encèfal
presenta 3 parts principals:
ROMBOENCÈFAL
Controla la major part de les respostes reflexes i regula comportaments involuntaris com
la respiració o el manteniment de la posició corporal. Es localitza entre la medul·la
espinal i el mesencèfal. Té tres regons diferenciades a nivell estructural i funcional:
BULB RAQUIDI: conté centres de reflexos que regulen la respiració, la freqüència
cardíaca i el diàmetre dels vasos sanguinis, regulant així la pressió sanguínia. Conté vies
neuronals que comuniquen la medul·la espinal i l’encèfal, aquestes vies s’entrecreuen de
manera que la part esquera de l’encèfal controla pa part dreta del cos i la part dreta de l’encèfal controla
la part esquera del cos.
PROTUBERÀNCIA: Transmet la informació entre el bulb raquidi, el cerebel i el prosencèfal. Conté centres
que controlen la bufeta, inicien estats com somiar o dormir, i regula activitats com la respiració ja que
influeix en el bulb raquidi
CEREBLE: Té dos hemisferis. Integra senyals sensorials que procedeixen de ulls, orelles i músculs, com
ordres motores del prosencèfal ja que és responsable de la coordinació motora. Pot exercir un paper en
la parla, l’aprenentatge, les emocions i l’atenció.
MESENCÈFAL
El MESENCÈFAL coordina la informació visual, auditiva i sensorial del tacte i
receptors de pressió. En amfibis i peixos coordina els reflexos a estímuls auditius i
visuals i es el centre de coordinació i interpretació de les respostes del
comportament. En mamíferes es el centre de transmissió. En els vertebrats no
mamífers el sostre del mesencèfal s’anomena TECTUM i conté els lòbuls òptics,
que coordinen. La recepció sensorial dels ulls. En els mamífers s’anomenen
tubercles quadrigèmins superiors i donen reflexos òptics com orienta els ulls o
enfocar la vista. El tectum també te un parell de tubercles quadrigèmins inferiors
que son nuclis involucrats en l’audició, ja que les neurones que transmeten les
senyals des de l’oïda intern dormen sinapsis en aquesta zona.
La part posterior es denomina tegment conté regions que ajuden al control de la musculatura.
PROSENCÈFAL
Esta involucrat en el processament de la informació olfactiva, integrant-la amb altra informació sensorial
i regulant funcions com la temperatura, la reproducció, l'alimentació, el son i les emocions. També
aquesta involucrat en l'aprenentatge i la memòria. Esta format pel cervell, el talem, l’epitàlem, i
l’hipotàlem. La capa externa del cervell es divideix en dos hemisferis que no son idèntics des de un punt
de vista funcional.
L ’HIPOTÀLEM controla els òrgans interns i interacciona amb els sistema nerviós autònom, regula la
secreció d’hormones hipofisiàries es a dir, que te un paper important en el sistema endocrí, fent d’enllaç
entre el sistema endocrí i el nerviós. La funció principal de l’hipotàlem es mantenir l’equilibri
homeostàtic, l’equilibri hídric, el pes del cos, la sensació de gana o set, la temperatura, els impulsos
sexuals...
El SISTEMA LIMBICA és una xarxa d’estructures concentrades que afecta a processo involucrats en les
emocions, la motivació i la memòria. Esta format per hipotàlem, hipocamp, els bulbs olfactius i el nucli
amigdalí.
- NUCLI AMIGDALÍ: esta involucrat en les respostes emocionals
de por i agressivitat. L’estimulació elèctrica del nucli amigdalí
provoca un comportament agressiu i la extirpació fa disminuir la
agressivitat i la por. També s’encarrega de conservar records
dels fets relacionats amb aquestes emocions.
- HIPOCAMP: converteix els records recents en llunyans.
- BULB OFLACTIU: Les neurones sensitives de l’epiteli olfactiu
estan connectades directament amb el bulb olfactiu. Aquest
integra les senyals de les neurones i les transmet al còrtex que
les processarà. També esta connectat amb el nucli amigdalí i
l’hipocamp , això fa que les olors provoquin emocions i records.
El TALEM és una gran agrupació de matèria gris que rep informació del sistema límbic i de cada sentit
excepte de l’olfacte. Integra i transmet la informació al còrtex. Forma part de la formació reticular que es
una ret de neurones que va des del talem fins el tronc encefàlic i que inclou el mesencèfal, la
protuberància i el bulb raquidi. La formació reticular actua com un filtre per la formació sensorial
entrant.
L’EPITALEM esta sobre el talem i conté els nuclis habenulars i el complex pineal. El nucli habenular es
comunica amb el tegument del mesencèfal i el complex pineal estableix els cercles circadians i secreta la
hormona melatonina.
ISOCORTEX: L’isocortex integra i interpreta informació sensorial e inicia moviments voluntaris. És
importants per funcions com la concentració, el raonament i el pensament abstracte. Presenta
plegaments (circumval·lacions) útils per augmenta la superfície del còrtex i per tant el numero de
neurones i les interconnexions entre aquestes a la vegada que la complexitat funcional del
prosencèfal. El grau de plegament del còrtex esta relacionat amb la complexitat funcional de l’encèfal
i la intel·ligència de l’organisme.
El còrtex s’estructura 6 capes diferents diferenciades funcionalment
i en processos neuronals i somes.
La capa I conté pocs somes si poques connexions cel·lulars. Les capes
II i III participen en la integració de senyals en l’interior. La resta de
capes contenen neurones que es comuniquen amb altres parts de
l’encèfal, inclosos el talem, el tronc encefàlic i la medul·la espinal.
