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Cuadernillo de prácticas 5 y 6, Apuntes de Biología

Cuadernillo de prácticas 5 y 6

Tipo: Apuntes

2022/2023

Subido el 22/04/2023

erica-ramos-villaescusa
erica-ramos-villaescusa 🇪🇸

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Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals
Pràctiques de Biologia de 1r curs. 1
PRÁCTICAS 5 Y 6: ESTUDIO COMPARATIVO Y RECONOCIMIENTO DE ORGANISMOS DE
LOS PRINCIPALES GRUPOS Y LINAJES EVOLUTIVOS ANIMALES
Introducción
Actualmente se reconocen 32 filos de animales, cada uno de ellos caracterizado por un
arquetipo o modelo de organización propio y por un conjunto de propiedades biológicas que los
distinguen de los demás filos. La mayoría de los arquetipos que conocemos actualmente se
establecieron en unos pocos millones de años durante la explosión del cámbrico (hace 600
millones de años). A partir de este momento las ocasiones de especiación que siguieron a los
sucesos de extinción solamente produjeron variaciones de los patrones ya conocidos o
existentes. Una vez forjado el arquetipo, pasa a ser un factor limitante de la forma corporal para
los descendientes de tal línea evolutiva. Por tanto, la aparición de adaptaciones estructurales y
funcionales a los distintos modos de vida, siempre tiene lugar dentro de los límites
arquitectónicos del arquetipo ancestral del filo.
Bases estructurales de los arquetipos o modelos de organización
Los arquetipos animales vienen definidos por las siguientes características estructurales:
1) Grado de organización: se pueden reconocer cuatro grados de organización entre
los distintos grupos de animales.
Grado celular: las lulas tienen división de funciones pero no están estrechamente
asociadas para llevar a cabo cometidos colectivos. Ej: esponjas.
Grado celular-tisular: células similares se agrupan y realizan sus funciones comunes
como un conjunto altamente coordinado, dando lugar a los tejidos. Ej: cnidarios.
Grado tejidos-órganos: los tejidos se disponen en unidades funcionales aun mayores
denominadas, órganos. Ej: Platelmintos.
Grado órganos-sistemas: distintos órganos interactúan para realizar determinadas
funciones. Ej: La mayoría de los filos animales.
2) Hojas embrionarias: se denomina así a las capas de tejido embrionario que se
desarrollan en los animales con un grado de organización tisular o superior. Podemos
diferenciar :
- animales que sólo presentan dos hojas o capas embrionarias a partir de las cuales se
desarrollará la estructura corporal del animal, una interna denominada endodermo y otra
externa denominada ectodermo; a estos animales se les denomina diblásticos.
- la mayoría de animales presentan tres capas u hojas embrionarias, las dos
anteriormente citadas y una intermedia denominada mesodermo; a estos animales se les
denomina triblásticos.
3) Simetría: estudia la disposición regular de las estructuras de un organismo con
respecto a un eje corporal. Unos pocos animales carecen de eje y plano de simetría por lo que
se califican de asimétricos. Pero la gran mayoría de animales presentan dos tipos de simetría
en función del número de ejes y planos de simetría que se pueden establecer: radial y
bilateral.
Simetría radial: Organización morfológica en la que las partes del animal se disponen
radialmente alrededor de un eje central oral aboral, por el cual pasa más de un plano que
produce dos mitades especulares entre sí. Este tipo de simetría es característica de animales,
sésiles, flotantes o nadadores lentos.
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Pràctiques de Biologia de 1r curs. 1

PRÁCTICAS 5 Y 6: ESTUDIO COMPARATIVO Y RECONOCIMIENTO DE ORGANISMOS DE

LOS PRINCIPALES GRUPOS Y LINAJES EVOLUTIVOS ANIMALES

Introducción Actualmente se reconocen 32 filos de animales, cada uno de ellos caracterizado por un arquetipo o modelo de organización propio y por un conjunto de propiedades biológicas que los distinguen de los demás filos. La mayoría de los arquetipos que conocemos actualmente se establecieron en unos pocos millones de años durante la explosión del cámbrico (hace 600 millones de años). A partir de este momento las ocasiones de especiación que siguieron a los sucesos de extinción solamente produjeron variaciones de los patrones ya conocidos o existentes. Una vez forjado el arquetipo, pasa a ser un factor limitante de la forma corporal para los descendientes de tal línea evolutiva. Por tanto, la aparición de adaptaciones estructurales y funcionales a los distintos modos de vida, siempre tiene lugar dentro de los límites arquitectónicos del arquetipo ancestral del filo. Bases estructurales de los arquetipos o modelos de organización Los arquetipos animales vienen definidos por las siguientes características estructurales: 1) Grado de organización: se pueden reconocer cuatro grados de organización entre los distintos grupos de animales.

  • Grado celular: las células tienen división de funciones pero no están estrechamente asociadas para llevar a cabo cometidos colectivos. Ej: esponjas.
  • Grado celular-tisular: células similares se agrupan y realizan sus funciones comunes como un conjunto altamente coordinado, dando lugar a los tejidos. Ej: cnidarios.
  • Grado tejidos-órganos: los tejidos se disponen en unidades funcionales aun mayores denominadas, órganos. Ej: Platelmintos.
  • Grado órganos-sistemas: distintos órganos interactúan para realizar determinadas funciones. Ej: La mayoría de los filos animales. 2) Hojas embrionarias: se denomina así a las capas de tejido embrionario que se desarrollan en los animales con un grado de organización tisular o superior. Podemos diferenciar :
  • animales que sólo presentan dos hojas o capas embrionarias a partir de las cuales se desarrollará la estructura corporal del animal, una interna denominada endodermo y otra externa denominada ectodermo; a estos animales se les denomina diblásticos.
  • la mayoría de animales presentan tres capas u hojas embrionarias, las dos anteriormente citadas y una intermedia denominada mesodermo; a estos animales se les denomina triblásticos. 3) Simetría: estudia la disposición regular de las estructuras de un organismo con respecto a un eje corporal. Unos pocos animales carecen de eje y plano de simetría por lo que se califican de asimétricos. Pero la gran mayoría de animales presentan dos tipos de simetría en función del número de ejes y planos de simetría que se pueden establecer: radial y bilateral. Simetría radial: Organización morfológica en la que las partes del animal se disponen radialmente alrededor de un eje central oral – aboral, por el cual pasa más de un plano que

produce dos mitades especulares entre sí. Este tipo de simetría es característica de animales,

sésiles, flotantes o nadadores lentos.

Pràctiques de Biologia de 1r curs. 2 Zona oral: Región de un animal donde se encuentra la boca. Zona aboral: Región de un animal opuesta a la boca. Plano radial: Contendría el eje oral – aboral. Plano transversal: Perpendicular al eje oral – aboral y a los cortes radiales. Simetría bilateral: Sólo un plano (plano sagital) que pasa por el eje central divide el cuerpo en dos imágenes especulares (derecha e izquierda). Eje céfalo-caudal (antero-posterior): se extiende desde el extremo cefálico hasta el caudal. Eje dorsoventral: se extiende desde la cara dorsal hasta la ventral. Eje transversal: se extiende entre los lados izquierdo y derecho del cuerpo. Plano sagital: Está formado por la intersección del eje céfalo-caudal y dorso-ventral dividiendo al cuerpo en una mitad derecha y otra izquierda. Todos los planos paralelos a él se denominan planos o cortes sagitales. Plano frontal: Está formado por la intersección de los ejes céfalo-caudal y transverso. Divide al cuerpo en una parte dorsal y otra ventral. Todos los planos paralelos a él se denominan planos o cortes frontales. Plano transversal: Está formado por la intersección de los ejes dorsoventral y transverso. Divide al cuerpo en una mitad cefálica (anterior) y otra caudal (posterior). Todos los ejes paralelos a él reciben el nombre de planos o cortes transversales. 4) Cavidad interna: la formación de una cavidad interna entre el tegumento (ectodérmico) y el digestivo (endodérmico) es una característica que sólo poseen los animales triblásticos pero, o no aparece en todos, o si aparece, está puede estar delimitada por tejido, o no. De esta forma podemos clasificar a los animales en tres grandes grupos:

Pràctiques de Biologia de 1r curs. 4 El tegumento que envuelve la masa visceral constituye el manto y generalmente segrega una concha de naturaleza córnea o calcárea. Se han descrito cerca de 100.000 especies. La clase Bivalvia presenta el cuerpo comprimido lateralmente y rodeado por una concha constituida por dos valvas. Generalmente marinos. La clase Gastropoda constituye el grupo con mayor número de especies dentro del filo. Se conocen más de 35.000 especies vivientes y han conquistado desde los ambientes marinos y dulceacuícolas hasta los terrestres. Los Cephalopoda son moluscos marinos en los que el borde del pie se ha modificado en una serie de brazos o tentáculos dispuestos alrededor de la boca. Su concha puede adoptar morfologías muy diferentes y puede ser externa o interna. Filo Annelida: Cuerpo constituido en tres regiones: prostomio (=región anterior), tronco (=soma) y pigidio (=región posterior). Se conocen 16.700 especies que pueden ser marinas, dulceacuícolas o terrestres. Los anélidos se dividen en tres clases: Poliquetos, Oligoquetos e Hirudíneos. La clase Polychaeta se constituye por anélidos marinos o de aguas salobres, raramente de agua dulce. Se caracterizan por la presencia en cada metámero de unas expansiones laterales con función locomotora: los parápodos portadores de fuertes setas o quetas. La clase Oligochaeta: presenta especies tipicamente terrestres o dulceacuícolas y excepcionalmente marinos. Cuerpo sin parápodos y con quetas poco numerosas. Finalmente la Clase Hirudinea presenta especies dulceacuícolas o marinos y en ocasiones terrestres. Los hirudínidos (Hirudinidae) son frecuentemente ectoparásitos de vertebrados. Cuerpo obliterado y deprimido. Filo Nematoda: Los nematodos son gusanos de cuerpo cilíndrico, con los extremos terminados de forma aguda y cubiertos por una cutícula más o menos diferenciada Pueden ser animales de vida libre o bien parásitos de plantas y otros animales. Se conocen actualmente 25.000 especies aunque se estima en más de 500.000. Filo Arthropoda: Los artrópodos son el filo más extenso del reino Animal, comprendiendo más de 1.200.000 especies descritas. Su gran diversidad adaptativa les ha permitido colonizar prácticamente todos los ambientes, tanto acuáticos como terrestres. Son metazoos con el cuerpo metamerizado y dividido en tagmas. El tegumento forma un exoesqueleto cuticular quitinoso, sometido a sucesivas mudas para permitir el crecimiento. Siempre presentan apéndices articulados, primitivamente un par por metámero. Los subfilos de artrópodos mas importantes son Miriápodos, Hexápodos, Crustáceos y Quelicerados. La Clase Hexapoda son artrópodos con el cuerpo organizado en tres tagmas: cabeza, tórax y abdomen. El tórax está constituido típicamente por tres metámeros con un par de apéndices locomotores cada uno. Además algunos presentan alas (1 o 2 pares). Dentro de los hexápodos se encuentran los Insectos, el grupo de seres vivos más diverso que existe. La Clase Crustacea son artrópodos fundamentalmente acuáticos Presentan el cuerpo organizado en tres tagmas: céfalon, pereion y pleon. Los Chelicerata presentan el cuerpo constituido por dos tagmas: prosoma y opistosoma. Carecen de mandíbulas y presentan los primeros pares de apendices prebucales y prensiles, denominados quelíceros, el segundo, los pedipalpos de función táctil o prensil y el resto de función locomotora. Filo Echinodermata: Los equinodermos son animales marinos que se integran dentro de los

Pràctiques de Biologia de 1r curs. 5 Deuteróstomos. Presentan un endoesqueleto dérmico formado por placas calcáreas y espines y un celoma bien desarrollado. Los adultos tienen simetría pentarradiada, adquirida secundariamente a partir de la simetría bilateral de las larvas. Se conocen 7.000 especies marinas. La Clase Echinoidea tienen el cuerpo globoso o hemisférico, limitado por un caparazón sólido constituido por placas calcáreas yuxtapuestas provistas, generalmente, de abundantes espinas. La Clase Asteroidea son equinodermos con el cuerpo de forma pentagonal o estrellada, constituido por una región central o disco y cinco brazos o radios. Las zonas situadas entre los radios se denominan interradios. La Clase Holothuroidea son equinodermos que han modificado su simetria pentarradial a bilateral. El cuerpo se dispone sobre una región ventral (trívium) donde los pies ambulacrales tienen función motora, y una región dorsal con pies de función sensorial. En la región anterior se encuentra la boca, rodeda de tentácultos, y en la posterior se abre el ano. Filo Chordata: La característica principal de la que deriva su nombre es la presencia de la Notocorda en al menos algún estado del desarrollo del animal. Se conocen casi 65. especies actuales. Los cordados son un grupo con gran diversidad, adaptados a un gran número de nichos ecológicos, y han demostrado a lo largo de su historia evolutiva notables adaptaciones, sobre todo al medio terrestre y su ambiente, aunque también al acuáticos. Los vertebrados (Vertebrata) son un subfilo muy diverso de cordados que comprende a casi 62.000 especies. Clase Actinopterigia: Los peces de aletas con radios son un inmenso grupo que incluye la gran mayoría de los peces óseos con más de 24.000 especies vivientes. Clase Condrictia: vertebrados pisiciformes que se caracterizan por presentar esqueleto cartilaginoso, nunca osificado. Esta clase incluye los tiburones, las rayas y las quimeras. Clase Aves: grupo de Vertebrados terrestres más diverso de la península Ibérica y del mundo. Extraordinaria homogeneidad y adaptaciones esqueléticas profundas relacionadas con su capacidad para volar. Existen unas 8.600 especies. Clase Anphibia: Los anfibios fueron los primeros vertebrados que colonizaron el medio terrestre y todavía manifiestan una relación estrecha con el medio acuático. Clase Reptilia: Los reptiles consiguen ya una total independencia del medio acuático gracias a la adquisición del huevo amniota que presenta reservas nutritivas suficientes para el desarrollo completo del embrión y una cubierta externa que evita su desecación. La Clase Mammalia: son vertebrados amniotas homeotermos, con pelo y glándulas mamarias, sudoríparas, odoríferas y sebáceas. Las 4600 especies de mamíferos incuyen tres linajes evolutivos: monotremas, marsupiales y mamíferos placentarios.

Pràctiques de Biologia de 1r curs. 7 Practica 5: Actividades a realizar por el alumno Ejercicio 1:

  • Examinar detenidamente los especímenes en laboratorio y reconocer con la ayuda de los esquemas facilitados, las características estructurales (grado de organización, simetría, hojas embrionarias, tipo de tubo digestivo, etc.) que definen los patrones arquitectónicos de los filos de los animales estudiados
  • Estudiar la simetría, identificando ejes y planos en cada uno de los especímenes de la práctica.
  • Determinar el grado de organización social de los representantes estudiados en cada filo. Para contestar a estas preguntas puedes utilizar la siguiente tabla: Filo / organismo Nivel de organización (^) socialidadGrado de^ Simetría^ Capas germinales Tubo digestivo Cavidad corporal (celoma) Cefalización / Metamerización

PROBLEMAS DE INTERPRETACIÓN DE ÁRBOLES FILOGENÉTICOS

EJERCICIO 1:

• Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración

celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con

el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).!

• Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.!

• Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica

por !qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro

común reciente.!

ORGANISMO SECUENCIA DNA

MUTACIONES

CÉLULA ANCESTRAL^0 AMEBA CANGURO LOMBRIZ DE TIERRA GATO TIBURÓN DELFÍN LAGARTIJA ESPONJA Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:

  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente. Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:
  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente. Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:
  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente. Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:
  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente. Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:
  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente. Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:
  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente. Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:
  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente. Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:
  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente. Universitat d’Alacant. Departament de Ciències Ambientals i Recursos Naturals Ejercicio 2:
  • Citocromo C es una proteína localizada en la mitocondria relacionada con la respiración celular. Compara la secuencia de esta proteína en cada organismo de la tabla siguiente con el ancestro. Marca con un círculo las diferencias presentes en cada secuencia (mutaciones).
  • Usando los datos de secuencias realiza un cladograma.
  • Indica que organismos muestran convergencias evolutivas en el cladograma. Explica por qué estos organismos presentan morfología similar a pesar de no tener un ancestro común reciente.

EJERCICIO 3 :

• En el siguiente árbol filogenético se muestran las relaciones evolutivas entre siete especies

de vertebrados.

De acuerdo a estas relaciones evolutivas indica cual de las siguientes afirmaciones es

correcta:

A. El pelo es una estructura análoga entre la zarigüeya y el mono araña

B. El amnios separa evolutivamente al topo marsupial y al topo europeo

C. El marsupio es una estructura homóloga para la zarigüeya y el topo marsupial

D. El brazo adaptado para cavar es una característica que heredaron los topos

marsupiales y los topos europeos de un mismo ancestro.

La extremidad anterior aves y murciélagos es considerada una estructura homóloga porque:

A. Cada linaje evolucionó por separado la extremidad anterior.

B. El vuelo de las aves es más eficiente que el de los murciélagos

C. Las alas fueron heredadas de un mismo ancestro de ambos linajes

D. La extremidad fue heredada de un mismo ancestro, lo que se evidencia en la

secuencia de huesos.

El aspecto similar de la extremidad anterior y del cuerpo en general del topo marsupial y el

topo europeo se puede explicar por:

A. la adaptación a modos de vida similares.

B. la herencia desde un mismo ancestro de la mano apta para cavar.

C. la adquisición de estructuras homólogas en ambos grupos.

D. la adaptación a ambientes diferentes.

EJERCICIO 4 :

• Considerando el árbol A de la Figura 1: a) ¿Cuáles de los árboles (B-E) tiene igual

topología que A? y ¿cuáles serían los cambios mínimos para convertir cada uno de los

árboles de la figura 1 en el árbol A?

Figura 1