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Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia -
Semana 1
TEMA 1: CIENCIA, BIOLOGÍA,
ORIGEN DE LA VIDA Y LA
EVOLUCIÓN, DOMINIOS Y
REINOS, BIOQUIMICA
1. CIENCIA
1.1. Generalidades:
- Ciencia. Saber humano constituido por el conjunto de conocimientos objetivos y verificables sobre una materia determinada los que son obtenidos mediante la observación, formulación y verificación de hipótesis a través de pruebas y experimentos, se caracteriza por el empleo de una metodología adecuada para el objeto de estudio y la sistematización de los conocimientos. - Método. Methodos significa “camino” o “vía”; Es una forma organizada y sistemática de poder alcanzar un determinado objetivo. - Método científico: Es el conjunto de técnicas y procedimientos fiables (pasos de la investigación científica) empleados para producir conocimientos objetivos (un conocimiento válido desde el punto de vista científico), es decir, la investigación científica para lograr determinar cuál es la extensión de los conocimientos, además se considera una estructura formada por principios que se conectan entre sí. - Investigación científica: proceso que, mediante la aplicación del método científico de investigación, procura obtener información relevante y fidedigna (digna de fe y crédito), para entender, verificar, corregir o aplicar el conocimiento. - Conocimiento científico: Es el saber propio de la ciencia, se distingue del sentido común, y se define por ciertas cualidades que le pertenecen: es sistematizado, organizado, está disponible a la comunidad científica, y se rige por las reglas del discurso científico. Lo cual debe ser responsable y verificable. 1.2. Objeto y metodo de estudio de la biologia Dentro del campo de las ciencias, la biología por definición fue incorporada al lenguaje a partir de los trabajos de Jean Baptiste de Lamarck en 180 1 , etimológicamente, resulta de unir las dos voces griegas: BIOS=Vida y LOGOS=Tratado o estudio. Así, podemos considerarla como el tratado o estudio de la vida. La Biología es una ciencia de la naturaleza que estudia los seres vivos, así como sus estructuras, procesos vitales, reproducción, utiliza un conjunto de técnicas y procedimientos que permiten el estudio y la interpretación de los fenómenos a través del método científico. Según el enfoque desde el que se estudia al del ser viviente, aparecen entonces distintas ramas de la biología:
- Anatomía: Se preocupa de la constitución general y estructura de los seres vivos.
- Histología: Examina los tejidos animales y vegetales.
- Citología: Estudia las células que forman los organismos.
- Embriología: Se ocupa del desarrollo de los organismos.
- Fisiología: Considera el funcionamiento del ser vivo
- Genética: Se aplica al estudio de la herencia de los caracteres biológicos.
- Taxonomía: Agrupa y clasifica a los seres vivos según sus afinidades naturales de constitución.
- Paleontología: Estudia los restos de organismos preexistentes.
- Morfología: Observa la forma de los organismos e interpreta sus diversas partes constituyentes.
- Ecología: Precisa las relaciones de los organismos con el medio en que viven. El conjunto de datos suministrados por estas diferentes facetas de la biología, proporciona una visión del organismo viviente como un todo, que en el estado actual de nuestros conocimientos se presenta con una complejidad sorprendente, incluso dentro de los niveles más sencillos de organización. La biología ha progresado lentamente, porque su avance está condicionado por las técnicas e instrumentos proporcionados por las otras Ciencias de la Naturaleza, como la Física y la Química. La aplicación del microscopio al estudio de los seres vivos supuso un paso de gigante en el conocimiento de los organismos. A partir del holandés Leeuwenhock, en el siglo XVIII, empieza a saberse de las pequeñas estructuras vivientes, conocimiento que el microscopio compuesto perfecciona después y, con la aplicación del microscopio electrónico de nuestros días, se hace posible la observación de finísimas, al conseguir aumentar 100,000 veces las partículas protoplasmáticas. Por otro lado el avance de la química permite el análisis preciso de las sustancias que constituyen la materia viva, y se puede profundizar en la composición de los constituyentes protoplasmáticos y comprender los fenómenos íntimos que se desarrollan en la actividad celular.
2. TEORÍAS DEL ORIGEN DE LA VIDA:
2.1. Teoría de la generación espontánea. Surgió como teoría materialista defendida por Tales de Mileto, Anaximandro, Jenofanes y Demócrito (siglo V a C quienes defendían que la vida podía surgir del lodo, materia putrefacta, del agua del mar, del roció y de la basura, pero Francesco Redi ( 1626 - 1698 ) realizo un experimento, en el cual colocaba trozos de carne en frascos tapados y otros sin tapar, demostrando que en los tapados no aparecían moscas, pero en los destapados si aparecían estos insectos. Así mismo, Anton Van Leeuwenhoek ( 1632 - 1723 ) observa organismos vivos en agua de lluvia, lo que llevo
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - a mantener la teoría de la Generación Espontánea de los microorganismos. En el siglo XIX el Biólogo y Químico Francés Louis Pasteur (1822- 1895 ) puso fin a la generación espontánea, en su experimento donde empleando matraces cuello largo, coloca un caldillo, a los matraces se les modificó el cuello formando un cuello de cisne, luego de hervir el caldillo demostró que en los matraces con cuello de cisne nunca se contaminaron con microbios a pesar, que estaban abiertos, ya que los microorganismos del aire quedaban atrapados en el cuello del frasco, pero luego se inclinaron o rompieron los cuellos, dando como consecuencia la contaminación del caldillo, con ello demostraba que la generación espontánea no se da ni siquiera en microorganismos. 2.2. Hipótesis de la panspermia o cosmozoica Defendida por el Físico y Químico Sueco Svance Augusto Arrhenius en 1906, propone que la vida se originaría en algún lugar del universo y llegó a la tierra a través de cometas y meteoros hace unos 4500 millones de años, cuando a la tierra cayeron restos de planetas del Naciente Sistema Solar. Dividida en dos versiones:
- la Natural que indica que bacterias altamente resistentes llegaron a bordo de cometas, y
- la Dirigida, en la cual la siembra de vida estaría controlada por mentes inteligentes Esta teoría fue refutada algunos años más tarde, pues ningún ser viviente podría atravesar el espacio exterior y resistir las rigurosas condiciones que reinan en el vacío como temperaturas extremadamente bajas, rayos ultravioletas y radiaciones cósmicas intensas, así también los meteoritos al penetrar a la atmósfera terrestre se calientan a causa del roce a temperaturas muy altas cayendo a la tierra al estado incandescente que mata a toda forma de vida. 2.3. Teoría quimiosintética (1924-1928) Propuesta casi al mismo tiempo en 1924 por el bioquímico ruso Alexander Oparin quien publicó la obra “El origen de la vida”, y en 1929 el biólogo inglés John Haldane, propuso de forma independiente una explicación sobre el origen de la vida muy semejante a la de Oparin. Las ideas de ambos autores se incluyeron en lo que hoy conocemos como Teoría de Oparin–Haldane o Teoría quimiosintética que plantea que el origen de los sistemas vivos se produjo a partir de una serie de procesos químicos. Según Oparin, la superficie terrestre estaba ocupada por un mar caliente, rico en materias químicas y sometidas a una gran carga energética. Cuando la Tierra se formó hace unos 4.500 millones de años, era una inmensa bola incandescente en la que los distintos elementos se colocaron según su densidad, de forma que los más densos se hundieron hacia el interior de la Tierra y formaron el núcleo, y los más ligeros salieron hacia el exterior formando una capa gaseosa alrededor de la parte sólida, la protoatmósfera, en la que había gases como el metano, el amoníaco y el vapor de agua. Estos gases estaban sometidos a intensas radiaciones ultravioletas (UV) provenientes del Sol y a fuertes descargas eléctricas que se daban en la propia atmósfera, como si fueran gigantescos relámpagos; por efecto de estas energías esos gases sencillos empezaron a reaccionar entre sí dando lugar a moléculas cada vez más complejas; al mismo tiempo la Tierra empezó a enfriarse, y comenzó a llover de forma torrencial y estas lluvias arrastraron las moléculas de la atmósfera hacia los primitivos mares que se iban formando, estaban muy calientes y este calor hizo que las moléculas siguieran reaccionando entre sí, apareciendo nuevas moléculas cada vez más complejas; Oparin llamó a estos mares cargados de moléculas el CALDO NUTRITIVO o SOPA PRIMORDIAL. Algunas de esas moléculas se unieron constituyendo unas asociaciones con forma de pequeñas esferas llamadas COACERVADOS, que todavía no eran
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - 3.3. Teoría neutralista de la evolución Afirma que el cambio evolutivo se debe, a la aparición de caracteres neutros (caracteres que no suponen una ventaja ni una desventaja para el organismo) así, la variabilidad genética de los descendientes se genera principalmente por mutaciones que con frecuencia serán desfavorables y, por tanto, eliminadas por la selección natural sin embargo, algunos de los caracteres mutantes pueden ser neutros y establecerse en la población simplemente por probabilidad, de este modo, la selección natural se encarga de eliminar a aquellos individuos no adaptados al medio ambiente, y el verdadero cambio evolutivo es el resultado de la extensión de las características neutras simplemente por azar. 3.4. Teoría del equilibrio puntuado Sostiene que las especies permanecen en un intervalo de tiempo prolongado sin cambiar o cambiando de manera no significativa con una evolución lenta y gradual denominado “periodo de estasis”, sin embargo, en cierto momento comienzan a darse una rápida sucesión de cambios significativos que terminan con el fenómeno denominado “periodo de especiación”, que es la formación de nuevas especies, por lo que el proceso evolutivo implica dos fases: una evolución lenta o peridodo de estasis, y una evolución rápida que genera nuevas especies durante el periodo de especiación
4. NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE LA
MATERIA VIVA
La organización de los seres vivos avanza desde formas simples (unicelular) a complejas (pluricelular), sin perder sus características individuales. y respetando las leyes químicas y físicas. Se distinguen estos niveles: 4.1. Nivel molecular: Es el nivel abiótico o de la materia no viva. En este nivel molecular se distinguen cuatro subniveles:
- Subnivel subatómico : Lo constituyen las partículas subatómicas; los protones, electrones y neutrones.
- Subnivel atómico: Constituido por los átomos, que son la parte más pequeña de un elemento químico que puede intervenir en una reacción.
- Subnivel molecular: Constituido por las moléculas, que son unidades materiales formadas por la agrupación de 2 o más átomos mediante enlaces químicos (ejemplos: O 2 , H 2 O), y que son la mínima cantidad de una sustancia que mantiene sus propiedades químicas. Distinguimos dos tipos de moléculas: inorgánicas y orgánicas.
- Subnivel macromolecular : Está constituido por los polímeros que son el resultado de la unión de varias moléculas (ejemplos: proteínas, ácidos nucleicos). La unión de varias macromoléculas da lugar a asociaciones macromoleculares (ejm.: glucoproteínas, cromatina).
- Las asociaciones moleculares pueden unirse y formar organelos u orgánulos celulares (ejm.: mitocondrias y cloroplastos), que constituyen el límite entre el mundo biótico (de los seres vivos) y el abiótico (de la materia no viva o inerte). Ejm.: los ácidos nucleicos poseen la capacidad de autorreplicación, una característica de los seres vivos. 4.2. Nivel celular: La célula, unidad básica en los seres vivos. Incluye a la célula, unidad anatómica y funcional de los seres vivos. La más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar independientemente. Cada célula tiene un soporte químico para la herencia (ADN), un sistema químico para adquirir energía etc. Se distinguen dos tipos de células :
- Células procariotas: son las que carecen de envoltura nuclear y, por lo tanto, la información genética se halla dispersa en el citoplasma, aunque condensada en una región denominada nucleoide.
- Células eucariotas: son las que tienen la información genética rodeada por una envoltura nuclear, que la aísla y protege, y que constituye el núcleo. Las células son las partes más pequeñas de la materia viva que pueden existir libres en el medio. Todos los seres vivos, están formados por células. - Los organismos compuestos por una sola célula se denominan organismos unicelulares, y deben desarrollar todas las funciones vitales. Ejm.: las bacterias, protozoos como los paramecios y las amebas, ciertos hongos como las levaduras y algunas algas. - Los animales y las plantas están formados por muchas células y se denominan “seres pluricelulares”, tienen células de muchos tipos diferentes, estas células se organizan y se unen entre sí de un modo determinado, como las piezas de un rompecabezas. 4.3. Nivel pluricelular u orgánico: Incluye a todos los seres vivos constituidos por más de una célula, donde existe una división de trabajo y una diferenciación celular alcanzándose distintos grados de complejidad creciente:
- Tejidos : están formados por células similares que realizan la misma función. Por ejemplo, el tejido muscular se forma por la unión de numerosas células musculares. Estas células son especializadas en producir movimientos.
- Órganos : están formados por varios tejidos que trabajan conjuntamente para realizar una función. Por ejemplo, los músculos, el corazón y los huesos son órganos.
- Sistemas , están formados por órganos que realizan la misma función. Por ejemplo, el sistema óseo está
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - formado por los huesos. Los sistemas y los órganos forman aparatos. Los aparatos están formados por sistemas y órganos diferentes que realizan coordinadamente una función. Ejm.: el sistema óseo y el sistema muscular constituyen el aparato locomotor.
- Aparatos : Conjunto de órganos que pueden ser muy distintos entre sí, pero cuyos actos están coordinados para constituir una función. La unión de los aparatos y sistemas da lugar a un organismo. Un organismo es un ser vivo completo. 4.4. Nivel de población: Los seres vivos generalmente no viven aislados, sino que se relacionan entre ellos.
- Una población es un conjunto de individuos de la misma especie, que viven en una misma zona en un momento determinado y que se influyen mutuamente. Grupos de individuos similares que tienden a aparearse entre sí en un área geográfica limitada. Ejm.: un campo con flores separado de otro campo por una colina sin flores, o una manada de cabras en un predio.
- Una Comunidad es la relación entre grupos de diferentes especies.Ejm.: las comunidades del desierto pueden consistir en conejos, coyotes, víboras, ratones, aves y plantas como los cactus. La estructura de una comunidad puede ser alterada por cosas tales como el fuego, la actividad humana y la sobrepoblación. 4.5. Nivel de ecosistema: Las diferentes poblaciones que habitan en una misma zona en un momento determinado forman una comunidad o biocenosis. Las condiciones fisicoquímicas y las características del medio en el que viven constituyen el biotopo. Al conjunto formado por la biocenosis, el biotopo y las relaciones que se establecen entre ambos se denomina ecosistema. 4.6. Biósfera: La suma de todos los seres vivos y su medio ambiente, es el lugar donde ocurre la vida, desde las alturas de nuestra atmósfera hasta el fondo de los océanos o hasta los primeros metros de la superficie del suelo (o digamos kilómetros sí consideramos a las bacterias que se pueden encontrar hasta una profundidad de cerca de cuatro kilómetros de la superficie). Dividimos a la Tierra en atmósfera (aire), litósfera (tierra firme), hidrósfera (agua), y biósfera (vida).
5. LOS SERES VIVOS
Los seres vivos que han existido y existen en la actualidad son muy diferentes en cuanto a complejidad, aspecto, modo de vida, etc., independientemente de cuál haya sido el origen de la vida; tienen una serie de rasgos que son comunes a TODOS los seres vivos, extinguidos o vivientes, aunque sean de diferentes ESPECIES; estos rasgos son:
- Que todos los seres vivos están formados por la misma materia, a la que llamamos MATERIA ORGÁNICA - Que todos los seres vivos realizan las mismas funciones, la nutrición, la relación y la reproducción. - Que todos los seres vivos están formados por una (Unicelulares) o varias células (Pluricelulares). 5.1. CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS: 5.1.1. Complejidad: Cada ser vivo presenta moléculas de elevada complejidad, dentro de las que destacan el ADN y una gran diversidad de proteinas,que junto a otras moléculas se integran dando origen a las células, hay organismos unicelulares y pluricelulares. Los seres vivos son dotados de autonomía como para conservarse tanto en características como a través del tiempo. 5.1.2. Organización: Un ser vivo se compone de moléculas organizadas de modo especifico, son un sistema de cualidades propias, en proporciones relativamente constantes e interaccionando desde formas simples hasta niveles de alta complejidad, el primer nivel biológico corresponde a la célula, hasta llegar a organismos de millones de estas. Según la teoría celular, todo ser vivo conocido está conformado por células. La célula es la unidad fundamental de la vida, todo ser vivo está formado por células, algunos individuos pueden ser unicelulares (de una sola célula) o pluricelulares (dos o más células). Pueden ser eucariotas (con núcleo y material genético) o procariotas (solo tiene material genético). 5.1.3. Reproducción: Comprende el ciclo vital de los seres vivos, desde que el organismo se forma y adquiere independencia, crecimiento y desarrollo hasta alcanzar la madurez y reproducción, donde se producen nuevos individuos semejantes a sus progenitores y se perpetúa la especie. En los seres vivos se observan dos tipos de reproducción: - Asexual : Solo un organismo es capaz de originar otros individuos nuevos, que son copias exactas del progenitor desde el punto de vista genético. Un claro ejemplo de reproducción asexual es la división de una bacteria en dos bacterias idénticas genéticamente. No hay, por lo tanto, intercambio de material genético (ADN). Los seres vivos nuevos mantienen las características y cualidades de su progenitor. - Sexual : Requiere la intervención de dos individuos de sexos diferentes. Los descendientes serán resultado de la combinación del ADN de ambos progenitores y, por tanto, serán genéticamente distintos a los progenitores y en general también distintos entre sí. Esta forma de reproducción es la más frecuente en los organismos vivos multicelulares. En este tipo de reproducción participan dos células haploides originadas por meiosis, los gametos, que se unirán durante la fecundación. 5.1.4. Adaptación: Las condiciones ambientales en que viven los organismos cambian, son dinámicas, y los seres vivos deben adaptarse a estos cambios para sobrevivir, este
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - nutrientes para realizar sus procesos metabólicos que los mantienen vivos, al aumentar el volumen de materia viva, el organismo logra su crecimiento. 5.1.10. Desarrollo: Es la progresión de estados vitales desde la fecundación hasta la senescencia. Distintos genes están internamente programados para ser expresados en diferentes momentos de los estados de desarrollo obteniendo así cambios en el fenotipo del ser vivo. Los seres vivos pasan por una serie de etapas en su desarrollo y cuando alcanzan la etapa de madurez se orientan a la formación de descendientes. Su ciclo vital comprende desde que el organismo se forma y adquiere independencia, crecimiento y desarrollo hasta alcanzar la madurez y reproducción. 5.1.11. Respiración Es un proceso vital el cual consiste en la entrada de oxígeno al cuerpo de un ser vivo y la salida de dióxido de carbono del mismo, así como al proceso metabólico de respiración celular, indispensable para la vida de los organismos aeróbicos. Según los distintos hábitats, los distintos seres vivos aeróbicos han desarrollado diferentes sistemas de hematosis: cutáneo, traqueal, branquial, pulmonar. Consiste en un intercambio gaseoso osmótico (o por difusión) con su medio ambiente en el que se capta oxígeno, necesario para la respiración celular, y se desecha dióxido de carbono y vapor de agua, como producto del proceso de combustión del metabolismo energético. Plantas y animales, lo mismo que otros organismos de metabolismo equivalente, se relacionan a nivel macroecológico por la dinámica que existe entre respiración y fotosíntesis. En la respiración se emplean el oxígeno del aire, que a su vez es un producto de la fotosíntesis oxigénica, y se desecha dióxido de carbono; en la fotosíntesis se utiliza el dióxido de carbono y se produce el oxígeno, necesario luego para la respiración aeróbica. La reacción química global de la respiración es la siguiente: C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energía (ATP) Todo el organismo respira a través del pulmón o el órgano equivalente. Quien captura el oxígeno y quien expulsa el dióxido de carbono es todo el organismo. Sus miles de millones de células consumen oxígeno incansablemente para liberar de los glúcidos (azúcares) la energía necesaria e indispensable para realizar sus actividades. 5.1.12. Homeostasis: Es el proceso en el cual un organismo mantiene reguladas sus funciones vitales, de tal manera que si llegara a fallar alguna función, el organismo podría enfermar y perder la vida. Este proceso corresponde al:
- Mantenimiento de la temperatura → Termorregulación: Es la regulación del calor y el frío.
- Mantenimiento del balance de sales → Osmorregulación Regulación del agua e iones Para que esto ocurra, el ser vivo debe regular el ingreso y salida de sustancias, metabolismo e interacción de sus componentes. Participan mecanismos fisico-químicos y biológicos dependientes de la naturaleza química de las Biomoléculas y sus propiedades, ej.: regulación hídrica, de temperatura, síntesis molecular, etc. 5.2. No es un ser vivo: No es considerado como ser vivo cualquier otra estructura biológica (aunque contenga ADN o ARN) que sea incapaz de establecer un equilibrio homeostático (virus, viriones, priones, protobiontes); o cualquier otra forma de reproducción que no sea capaz de manifestar una forma estable retroalimentaria sostenible con el medio, y provoque el colapso termodinámico. Sin embargo en este punto se pueden encontrar "excepciones", como la etapa de endospora en algunas bacterias, cuya base tiene estructuras normales de la célula como ADN y ribosomas, pero presenta un metabolismo inactivo; por lo que a pesar de ello, aunque en esa etapa presente un "metabolismo inactivo", al ser un organismo celular, aún es considerado un ser vivo. 5.2.1. Virus Los virus no son células, no son considerados como seres vivos, son estructuras macromoleculares (complejos supramoleculares) de un diámetro de 0,02 μm - 0,3 μm 1. 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. - Estructura : Su genoma esta 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 , que es una cubierta proteica constituida por la unión de proteínas globulares llamados capsómeros (unidades
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - 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.
- Enfermedades Causadas Por Virus o Virión: Estado extracelular de un virus. o 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). o Bacteriófagos o fagos : son virus que infectan bacterias. 5.3. CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS La Sistemática es el estudio científico orientado a las relaciones evolutivas de los seres vivos, intentando interpretar la manera en que los organismos se han diversificado y cambiado con el tiempo. Incluye la información filogenética, taxonómica, ecológica y paleontológica. 5.3.1. Filogenética Después que Darwin publicó su teoría de la evolución en los años 1800, los científicos buscaron una manera de clasificar los organismos que mostraban filogenia. Este término fue propuesto por el embriólogo alemán Ernst Haeckel en el año 1866 para describir el origen y desarrollo evolutivo de las especies. Filogenia es la historia evolutiva de un grupo de organismos relacionados. Está representada por un árbol filogenético. Una manera de clasificar los organismos que muestra filogenia es usando el clado, que es un grupo de organismos que incluye un ancestro y todos sus descendientes. Los clados están basados en cladística. Este es un método de comparar rasgos en especies relacionadas para determinar las relaciones de ancestro-descendiente. Los clados están representados por cladogramas 5.3.2. Taxonomía Disciplina de la Biología que se ocupa del estudio teórico de la clasificación de los seres vivos, incluyendo sus bases, procedimientos y reglas, así como actividades de nomenclatura y determinación. La determinación es la ubicación de un organismo no identificado en el grupo al que corresponde, conforme a una clasificación construida previamente. La clasificación es el agrupamiento de los organismos en clases sobre la base de relaciones características que poseen en común, por ello son jerárquicas: los grupos se incluyen en grupos mayores, y éstos en otros aún mayores, etc. Hay 8 categorías básicas (rangos o taxones) a la hora de clasificar, mas existen muchas otras categorías mas específicas (superórdenes, subfamilias, subespecies, etc.) cuando se requiere una mayor precisión. - Dominio : es la categoría taxonómica atribuida a cada una de los tres principales grupos o taxones en que actualmente se considera subdividida la diversidad de los seres vivos - Reino : esta clasificación se basa en cómo obtienen los seres vivos su alimento, los tipos de células y el número de éstas que componen su estructura corporal. Actualmente hay cinco reinos. - Filo o Phylum: es el nivel que le sigue al reino en la clasificación de los seres vivos. Es un intento de encontrar algún tipo de similitud física entre organismos dentro de un reino. Estas similitudes físicas sugieren que hay una ascendencia común entre los organismos en un phyllum particular. - Clase : es una forma de dividir aún más los organismos de un phylum. Los organismos de una clase tienen aún más en común que los de un filo entero. - Orden : es la división de los organismos de cada clase. Una clave de taxonómica se utiliza para determinar a qué orden pertenece un organismo. Una clave de taxonomía no es más que una lista de características que determina cómo se agrupan los organismos. - Familia : es la división de los órdenes. Los organismos dentro de una familia tienen más características en común que los organismos que se encuentran en cualquier nivel de clasificación por encima de ella. Debido a que tienen tanto en común, se dice que los organismos de una familia están relacionados entre sí. - Género : es una manera de describir el nombre genérico de un organismo. La clasificación del género es muy específica, por lo que hay menos organismos dentro de cada uno. Por esta razón hay muchos géneros diferentes entre animales y plantas. En taxonomía, el género se utiliza para determinar la primera parte del nombre de un organismo. - Especie : es el nivel más bajo y más estricto de clasificación de los seres vivos. El principal criterio para que un organismo sea colocado en una especie particular es la capacidad de reproducirse con otros organismos de esa misma especie. La Virus con ARN Virus con ADN Poliomielitis Sarampión Paperas Rubéola Dengue Hepatitis A Rabia SIDA Influenza (gripe) Hepatitis C Mosaico del tabaco Ébola Chikungunya Hepatitis B Herpes simple Viruela Varicela Bacteriófagos Conjuntivitis
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - 6.1.1. Características
- Las bacterias carecen de organelos ligados a la membrana, como el núcleo y el retículo endoplasmático. Los procesos bioquímicos que normalmente ocurren en un cloroplasto o mitocondria de los eucariotas tendrán lugar en el citoplasma de los procariotas. El ADN bacteriano es circular y se coloca en una región de la célula conocida como el nucleoide.
- Contienen RNA ribosomal que es único para las bacterias, claramente diferente de los ARNr de Archaea y Eukarya.
- La mayoría de las especies bacterianas son saprófitas, se alimentan de materia orgánica muerta o en descomposición.
- Ciertas bacterias son autótrofas pues sintetizan sus propios alimentos, ejm.: algunas bacterias utilizan pigmentos disueltos en su citoplasma para las reacciones fotosintéticas similares a los pigmentos vegetales. Algunas bacterias autotróficas son quimiosintéticas pues usan reacciones químicas como fuente de energía y sintetizan sus propios alimentos por medio de esta energía.
- Las bacterias son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales, pero son resistentes a la mayoría de los antibióticos que afectan a Eukarya.
- Incluyen micoplasmas, cianobacterias, bacterias Gram-positivas y bacterias Gram-negativas. 6.1.2. Pared Celular: Las bacterias tienen una sofisticada y compleja envoltura celular que las protege, pero permite el paso selectivo de nutrientes desde el exterior y los productos de desecho desde el interior pues contiene peptidoglicano, que también se encuentra en las paredes celulares de hongos. La pared celular de las bacterias puede variar: a. Gram positivas: tienen paredes gruesas de peptidoglicano que absorben un tinte violeta. Los antibióticos pueden penetrar en la pared celular e interferir con la producción de nuevas paredes celulares. b. Gram negativas: tienen una segunda capa externa de lípidos y moléculas de carbohidratos. La capa extra evita que los antibióticos penetren en la pared del pectidoglicano, por lo tanto, las bacterias gram negativas generalmente no mueren por antibióticos tales como penicilina y cefalosporinas. 6.1.3. Funciones: Las bacterias desempeñan muchos papeles beneficiosos en el medio ambiente. El ecosistema, tanto en tierra como en agua, depende en gran medida de la actividad de las bacterias. El ciclo de nutrientes como el carbono, el nitrógeno y el azufre se completa con su trabajo incesante.
- En el ciclo del carbono, el carbono orgánico proveniente de los organismos muertos agotaría rápidamente el dióxido de carbono en la atmósfera si no fuera por la actividad de los descomponedores. En el momento que los organismos mueren, el carbono contenido en sus tejidos se vuelve inviable para la mayoría de los demás seres vivos, por lo que, la descomposición de estos organismos y la liberación de nutrientes de vuelta al medio ambiente, es uno de los papeles más importantes de las bacterias.
- El ciclo del nitrógeno es otra actividad importante de las bacterias. Las plantas dependen del nitrógeno del suelo para su salud y crecimiento, y no pueden adquirirlo del nitrógeno gaseoso en la atmósfera. La principal manera en que el nitrógeno se pone a su disposición es mediante la fijación por algunas bacterias y cianobacterias. Estas bacterias convierten el nitrógeno gaseoso en nitratos o nitritos como parte de su metabolismo y los productos resultantes son liberados al medio ambiente. 6.1.4. Clasificación de las bacterias: Son un grupo diverso de microorganismos unicelulares, procariotas, que se pueden encontrar prácticamente en cualquier ambiente (suelos, aguas, aire, y como simbiontes, parásitos, o patógenos del hombre, otros animales y plantas. Son los organismos más pequeños que contienen toda la maquinaria requerida para su crecimiento y autorreplicación a expensas del material alimenticio. 6.1.5. Tamaño: La mayoría de las bacterias tienen un rango de tamaño que va de 0,2 a 2,0 μm de diámetro y de 0,4 a 14 μm de longitud. En 1985, se descubrió una bacteria gram positiva atípica, Epulopiscium fishelsoni, con un tamaño de 80 x 600 μm. En 1997, Heidi Schulz descubrió en los sedimentos oceánicos de las costas de Namibia, un procarionte aún más grande: Thiomargarita namibiensis, es una bacteria esférica entre 100 y 750 μm de diámetro 6.1.6. Morfología La mayoría de las bacterias se presentan en una de estas 3 formas básicas: cocos, bacilos y espirilos. a. Cocos : Bacterias de forma más o menos esférica. Los cocos según los planos en que se dividan pueden presentarse en diversas formas. a.1. Diplococos : que son los cocos que permanecen en pares luego de la división.
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - a.2. Estreptococos : luego de la división permanecen en cadenas de cuatro o más células. Tanto los diplococos como los estreptococos, se dividen en un solo plano quedando las células hijas adheridas entre si. a.3. Tétradas : Son agrupaciones de cuatro cocos en una disposición cuadrada. Se dividen en dos direcciones perpendiculares. a.4. Sarcinas : Paquetes cúbicos de ocho células. Resultan de la división en tres direcciones perpendiculares. a.5. Estafilococos : Se agrupan en forma de racimos, no siguen un patrón regular de orientación en divisiones sucesivas. b. Bacilos : Bacterias de forma cilíndrica, que también pueden encontrarse aislados o agrupados, cuando permanecen juntos luego del proceso de división. b.1. Cocobacilos: Ciertas especies se presentan como bacilos pequeños, redondos difíciles de distinguir de los cocos. b.2. Diplobacilos: Pares de bacilos. b.3. Estreptobacilos: Bacilos agrupados en cadenas. b.4. Formas filamentosas: Bacilos que crecen en forma de fibras. b.5. Bacilos fusiformes: Bacilos que tienen los extremos más delgados. Muchas bacterias poseen formas semejantes a bacilos largos retorcidos para formar espirales o hélices, así tenemos: c. Bacterias en forma de espiral: son aquellas bacterias que presentan más de una o más curvaturas y nunca son rectas. c.1 Vibriones: Bacterias curvas (en forma de coma). c.2. Espirilos: Bacterias que poseen una configuración helicoidal, semejante a la de un tirabuzón, cuyos cuerpos son relativamente rígidos. Se desplazan con la ayuda de flagelos (apéndices externos). c.3. Espiroquetas: son microorganismos helicoidales y flexibles. Se desplazan mediante filamentos axiales que se asemejan a los flagelos, pero están rodeados por una vaina externa flexible. d. Otras morfologías : d.1. Forma de estrella, genero Stella. d.2. Forma de células planas y rectangulares (Archaea Halofilas), genero Haloarcula d.3. Forma de Células triangulares. d.4. Forma alargada o de pera, producen una yema al final de la hifa, genero Hyphomicrobium. d.5. Bacterias que forman pedúnculos no celulares como Galllionela 6.1.7. Estructura: No todas las estructuras parecen ser necesarias para la sobrevivencia de las bacterias. A. Flagelos : Son apéndices largos y delgados que sirven como organelos de locomoción, se originan en el citoplasma de la célula en una estructura conocida como cuerpo basal. La rotación de cada flagelo empuja a la célula bacteriana en una dirección específica. Los flagelos están constituidos por una proteína llamada flagelina y no pueden ser vistos con un microscopio ordinario sin ser teñidos por algún procedimiento especial. Los flagelos se pueden encontrar dispuestos de maneras diferentes sobre la superficie bacteriana, de acuerdo a esto pueden haber bacterias con:
- Flagelación monotrica: Cuando tienen un solo flagelo polar
- Flagelación lofotrica: Cuando tienen un penacho de flagelos en uno de los extremos.
- Flagelación anfitrica: Cuando tienen un flagelo o un penacho de flagelos en ambos extremos.
- Flagelación peritrica: Cuando los flagelos están más o menos uniformemente distribuidos sobre toda la superficie de la célula bacteriana. El tipo de flagelación se usa como característica para la clasificación de las bacterias. B. Filamento axial : Consiste en una serie de fibrillas que nacen en los extremos de la célula debajo de la vaina externa y sigue un trayecto helicoidal alrededor de la célula, sirve para la locomoción semejante al flagelo que poseen las bacterias en forma de espiral.. C. Fímbrias : Son estructuras similares a los flagelos pero más cortas y más numerosas y no están involucradas en la motilidad. Su composición química es similar a la de los flagelos. Las fímbrias capacitan a las bacterias para adherirse a superficies inertes o para formar películas sobre la superficie de los líquidos. D. Pelos : Similares a las fímbrias pero generalmente son más largos y están constituidos por una proteína específica denominada pilina. Los pelos están involucrados en los procesos de conjugación bacteriana y sirven de receptores específicos a ciertos virus bacterianos (bacteriófagos). También participan en la adherencia de algunas bacterias patógenas a los tejidos humanos. E. Glicocálix (Cápsulas y capas mucosas) es la estructura que contenga polisacáridos ubicada del lado externo de la pared celular bacteriana. Puede
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- No son sensibles a algunos antibióticos que afectan a las bacterias, pero son sensibles a algunos antibióticos que afectan a la Eukarya.
- Tienen rRNA que es único para este dominio con la presencia de regiones moleculares claramente diferentes de los rRNA de las bacterias y Eukarya.
- Son los únicos que pueden vivir en hábitats extremos, como respiraderos térmicos o agua hipersalina.
- Se reproducen asexualmente en un proceso conocido como fisión binaria.
- La motilidad se logra con el uso de una o más estructuras llamadas flagelos. Se cree que las arqueas son significativas en el ciclo geoquímico global, ya que comprenden un 20 % estimado de la biomasa del mundo. 6.3.2. Clasificación: Incluyen tres grupos:
- Halófilas : sobreviven en ambientes hipersalinos, como los lagos salados.
- Metanogénicas : son organismos anaerobios obligados, capaces de producir metano a partir del dióxido de carbono e hidrógeno. Se los puede encontrar en el tracto digestivo de animales y en ambientes pantanosos. Importante en las instalaciones de tratamiento de aguas residuales por descomponer anaeróbicamente la materia orgánica. Tal metabolismo metanogénico depende del dióxido de carbono como aceptor de electrones para oxidar el hidrógeno.
- Termoacidófilas : crecen en ambientes ácidos y cálidos, como las fuentes sulfurosas del Parque Yellowstone en los Estados Unidos de temperaturas de más de 60 °C y un pH de 1 a 2. Vivien en condiciones extremas porque sus enlaces contienen éter en sus membranas que hace que sean más estables que los enlaces éster que contienen las Bacterias y Eukarya; esto representa una ventaja pues los ayuda a soportar temperaturas más altas y concentraciones de ácido más fuertes. 6.3.3. Pared Celular Semirrígida que ayuda a la célula a mantener su forma y equilibrio químico, además de protegerla de las condiciones externas, se compone de proteínas de la capa superficial llamadas capas S y carece de moléculas de peptidoglicano, con la excepción de las metanogénicas, que tienen pseudopeptidoglicano en su pared celular. Las arqueas incluyen organismos de los ambientes más extremos del planeta. Algunos viven cerca de respiraderos en el mar profundo a temperaturas de más de 100°C, otros viven en aguas termales o en aguas extremadamente alcalinas o ácidas. Se los ha encontrado dentro de los tractos digestivos de vacas, termitas y animales marinos donde producen metano. Viven en los lodos anóxicos de los pantanos y en el fondo del océano, e incluso prosperan en depósitos de petróleo subterráneos. El ácido acético también se descompone en metano y dióxido de carbono por las arqueas acetotróficas. Estos acetotróficos son una parte importante de las comunidades de microorganismos ecológicos que producen biogás. 6.3.4. Reproducción: No tienen núcleo celular, por lo que se reproducen mediante un proceso llamado fisión binaria que consiste en la replicación del ADN de las arqueas, y las dos hebras se separan a medida que crece la célula. Los cromosomas de las arqueas se replican desde múltiples orígenes, utilizan ADN polimerasas que se asemejan a las enzimas eucariotas. Diferencias de las características de los 3 dominios: Bacteria Archaea Eukarya Unicelulares Unicelulares Unicelulares y pluricelulares Reproducción asexual – fisión binaria Reproducción asexual
- fisión binaria Reproducción asexual y sexual Pared celular con peptidoglican os Pared celular sin peptidoglicanos, solo con polisacáridos o proteínas Pared celular de plantas de celulosa, de hongos quitina y animales sin pared celular Fosfolípidos de la membrana celular no ramificados Fosfolípidos de la membrana ramificados Fosfolípidos de la membrana no ramificados Sin envoltura nuclear Sin envoltura nuclear Con envoltura nuclear Sin organelos celulares rodeados por membrana Sin organelos celulares rodeados por membrana Con organelos celulares rodeados por membrana Sin intrones Algunos con intrones Con intrones Lípidos de la membrana formados por la unión de dos cadenas de ácidos grasos a un glicerol por enlace éster Lípidos de la membrana formados por la unión de largas cadenas de alcohol isoprénico a un glicerol por enlaces éter Lípidos de la membrana formados por la unión de dos cadenas de ácidos grasos a un glicerol por enlaces éster Posee ADN circular y único, con presencia de plásmidos Posee ADN circular y único, con presencia de plásmidos Posee ADN fragmentado en cromosomas múltiples Cosmopolita, se desarrollan en ambientes no extremos Ademas de vivir en ambientes extremos (extremófilas) fuentes termales, fumarolas marinas, etc, también viven en ambientes marinos formando parte del Océano Pacífico, la Antártida, lagos de agua dulce, en medios fríos y templados o suelos Cosmopolita, se desarrollan en ambientes no extremos
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - Bacteria Archaea Eukarya Se pueden cultivar fuera de su hábitat natural No se han podido cultivar fuera de su hábitat natural Se pueden cultivar fuera de su hábitat natural Procariotas Procariotas Eucariotas Polimerasa de ARN relativamente pequeña y simple Polimerasa de ARN compleja, similar a la eucariótica Polimerasa de ARN compleja Membrana formada por bicapa Membrana formada a veces por monocapa Membrana formada por bicapa
7. REINOS
7.1. REINO ANIMAL
El Reino Animalia o Metazoa comprende un amplio grupo de organismos, y agrupa a todos los animales del planeta, pertenecen alrededor de dos millones de especies distintas, agrupados en varios taxones (filos) y en dos grandes categorías (vertebrados e invertebrados), repartidos a lo largo y ancho del planeta. De todas las clases de animales, las más numerosas en especies son los artrópodos (1.200.000 especies), moluscos (93. especies), cordados (64.700 especies), nematodos (25.000 especies) y platelmintos (20.000 especies). 7.1.1. Origen de los animales Aparecen en el registro fósil durante el período cámbrico, en una llamada “explosión” de vida que tuvo lugar en los océanos, hace alrededor de 540 millones de años. Sin embargo, se carece de una explicación evolutiva adecuada para dar cuenta del origen de la vida animal, si bien se manejan tres distintas teorías:
- La colonial. Los animales nacieron a partir de colonias celulares que crecieron en complejidad.
- La simbióntica. Los animales nacieron a partir de procesos simbióticos de organismos protistas.
- La de celularización. Los animales nacieron del desarrollo de los núcleos celulares de ciertos organismos primitivos. 7.1.2. Características generales de los animales
- Son seres pluricelulares con células eucariotas.
- Sus células forman tejidos verdaderos, organizados en órganos, aparatos y sistemas.
- Todos son heterótrofos, diferenciando entre herbívoros, carnívoros u omnívoros.
- Casi todos presentan cuerpos simétricos, es decir, presentan sus estructuras corporales repetidas.
- Pueden realizar movimientos y la mayoría son capaces de desplazarse.
- La mayoría presentan alguna estructura más o menos dura que les sirve de protección.
- Este reino incluye también al ser humano. 7.1.3. Alimentación animal La mayoría de los animales no absorben del medio ambiente los nutrientes necesarios para subsistir. Así que deben ingerirlos. De acuerdo a sus preferencias alimenticias, los animales pueden clasificarse en:
- Herbívoros. Se alimentan de plantas.
- Carnívoros. Depredan a otros animales.
- Omnívoros. Se alimentan tanto de plantas como animales.
- Detritívoros. Comen materia orgánica en descomposición.
- Parásitos. Se alimentan a partir de otros seres vivos, sin matarlos. 7.1.4. Movilidad animal Una de las condiciones esenciales del reino animal es la movilidad de sus individuos, contrapuesta a la quietud de las plantas y los hongos, pero compartida por otros seres del reino protista. Solamente algunas pocas especies animales permanecen fijas durante toda su vida. 7.1.5. Características celulares de los animales Sus células son eucariotas con núcleo definido en donde se alberga el material genético de la célula; una característica que acusa su origen común con plantas y hongos. Sin embargo, a diferencia de éstos, sus células no poseen pared celular. Los animales son pluricelulares y gozan de un alto nivel de especialización en tejidos, muy diferenciados, cuya proteína estructural es el colágeno. Su estructura es más flexible que la de los seres vegetales, lo cual le permite cierto margen de reorganización celular. 7.1.6. Respiración animal Sin importar su hábitat (agua, aire, tierra o subsuelo) los animales respiran, es decir, consumen oxígeno del medio ambiente y liberan dióxido de carbono (CO 2 ). Algunos incluso logran el intercambio de gases a través de la piel, como los anfibios. 7.1.7. Reproducción y desarrollo embrionario del animal Es sexual (algunas por partenogénesis), presentando gametos de tamaño muy distinto y desarrollo a través de cigoto, blástula (a la que llega éste por mitosis) y formación de un embrión. Algunos invertebrados pueden reproducirse asexualmente en condiciones específicas, sobre todo aquellos que constituyen colonias, como el coral. 7.1.8. Sistema nervioso animal Tienen altísima especialización celular, constituyeron sistemas de células nerviosas que controlan no sólo sus movimientos, sino que les permiten registrar y determinar el entorno (sentidos) y cuyo punto máximo evolutivo es el cerebro humano, capaz de autoconsciencia, de pensamiento abstracto y complejo, de generación de sistemas de signos y de retención de memoria a largo plazo. 7.1.9. Clasificación general de los animales Según su organización tisular tenemos:
- Parazoarios (parazoos), son los animales mas simples y careces¿n de tejidos
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - la excavación de túneles. Para desplazarse, presentan músculos independientes en cada segmento, lo que provoca sus características ondulaciones al moverse. Además, pueden tener sedas o quetas, unos pelos semirígidos que les ayudan a nadar en las formas acuáticas o adherirse a las superficies lisas en las formas terrestres. Según la cantidad de estas quetas, los anélidos se dividen en tres clases:
- Los poliquetos , con “múltiples quetas”, son los gusanos marinos depredadores.
- Los oligoquetos , con “pocas quetas”, son las lombrices de tierra.
- Los hirudineos , sin quetas, son las sanguijuelas F. Moluscos Son animales de cuerpo blando, no segmentado y con simetría bilateral. Casi todos presentan concha, que puede ser interna o externa. Son principalmente marinos, como almejas y pulpos, pero también los hay terrestres, como los caracoles. Las tres partes típicas del cuerpo de un molusco son una cabeza, un pie y una masa visceral, su alimentación es variada y la respiración habitualmente por branquias, aunque algunos tienen pulmones. Su reproducción es sexual, y algunas especies son hermafroditas. Existen varias clases de moluscos, entre las que destacan los bivalvos (como las coquinas), los gasterópodos (como los caracoles) y los cefalópodos (como los pulpos). G. Artrópodos Son los invertebrados que presentan articulaciones. Se caracterizan por:
- Tener simetría bilateral y el cuerpo dividido por segmentos que se fusionan para formar cabeza, tórax y abdomen.
- Poseer sus apéndices articulados y unidos a la parte principal de su cuerpo que están recubiertos por un esqueleto exter no o exoesqueleto, compuesto de una sustancia denominada quitina, con función de sostén y protección.
- Respiran por branquias en sus formas acuáticas y por tráqueas en las terrestres. Su reproducción es sexual y se realiza mediante cópula. Tienen un sistema nervioso desarrollado. Las clases más importantes de artrópodos son:
- Miriápodos : son los ciempiés y los milpiés. Son todos terrestres. Su cuerpo está dividido en cabeza y tronco, este último dividido en muchos segmentos, en cada uno de los cuales aparecen uno o dos pares de patas. En la cabeza tienen un par de antenas y ojos simples.
- Arácnidos : son invertebrados terrestres como las arañas y los escorpiones. Tienen elcuerpo dividido en dos partes: el cefalotórax, que es la fusión de la cabeza y el tórax, y el abdomen. No tienen antenas. Tienen unas estructuras a modo de colmillos llamadasquelíceros, normalmente con glándulas venenosas. Al final del abdomen tienen unasglándulas denominadas hileras que sirven para fabricar hilo de seda con el que construyen sus telas. Todos presentan cuatro pares de patas que parten del cefalotórax.
- Crustáceos : la mayoría son acuáticos como los cangrejos, langostas o percebes, y muy pocos son terrestres, como las cochinillas de la humedad. Tienen su cuerpo dividido en cefalotórax y abdomen. En la cabeza presentan dos pares de antenas con un par de ojos compuestos. Pueden presentar un caparazón duro de quitina impregnada de carbonato cálcico. Tienen cinco pares de patas.
- Insectos: son el grupo de animales más numeroso del mundo. En su cuerpo se diferencia la cabeza, el tórax y un abdomen segmentado. En la cabeza tienen un par de antenas y unpar de ojos. Tienen tres pares de patas que salen del tórax, y la mayoría presenta uno o dos pares de alas. Tienen formas de alimentación muy variadas. La mayoría de los insectos sufre metamorfosis. H. Equinodermos Son animales marinos con simetría radial, con cinco partes iguales. Bajo su piel, presentan un esqueleto formado por placas calcáreas que tienen espinas recubiertas de piel. Tienen reproducción sexual, aunque las estrellas de mar pueden reconstruirse a partir de un fragmento roto de su cuerpo, lo que constituye una forma de reproducción asexual. Su característica especial es el aparato ambulacral: una red de canales que recorren el interior de su cuerpo y por los que circula el agua. 7.1.11. LOS ANIMALES VERTEBRADOS Es el grupo más conocido del filo o tipo cordados (animales con un eje nervioso llamado cuerda dorsal) y son mucho más complejos y evolucionados que los invertebrados. Los cordados se dividen en cinco clases: los peces, los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos. Caracteristicas De Los Vertebrados:
- Animales con simetría bilateral.
- Presentan un esqueleto interno, cuya función es ser armazón del cuerpo, proteger los órganos internos y participar en los desplazamientos. El eje principal es la columna vertebral. Puede ser de tejido óseoo cartilaginoso.
- Tienen un sistema nervioso más complejo, con encéfalo, en el interior del cráneo, y médula espinal, en el interior de la columna vertebral. De
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - ellos parten nervios que llegan a todo el cuerpo. Desarrollan los órganos de los sentidos.
- Su cuerpo esta dividido en tres regiones bien diferenciadas: cabeza, tronco y extremidades, en forma de aletas, patas o alas. La mayoría también presentan cola.
- Reproducción sexual, con sexos separados, y pueden ser ovíparos, ovovivíparos o vivíparos.
- Entre los vertebrados, existen animales incapaces de controlar su temperatura corporal, por lo que estos individuos adquieren la temperatura del lugar donde se encuentran. Se dice que son animales poiquilotermos. Por el contrario, otros sí son capaces de mantener su temperatura corporal constante, son los denominados homeotermos. Clases De Vertebrados A. PECES
- Grupo de vertebrados más numeroso.
- Animales acuáticos, marinos o de agua dulce, con cuerpo diseñado para nadar (cuerpo fusiforme), cubierto de escamas.
- Animales poiquilotermos, esto es, su temperatura cambia con la del medio.
- Cuerpo dividido en cabeza, tronco y cola. En la cabeza se encuentran los ojos, sin párpados, y la boca.
- Extremidades transformadas en aletas.
- Presentan vejiga natatoria, órgano que pueden llenar o vaciar de aire, permitiéndoles controlar su profundidad.
- Respiran por branquias, que pueden estar protegidas por el opérculo.
- Tienen un órgano sensorial, la línea lateral, que sirve para detectar vibraciones delagua que les rodea y así, localizar alimento, obstáculos, …
- Reproducción sexual; la mayoría son ovíparos con fecundación externa. De los huevos salen las crías llamadas alevines. GRUPOS:
- PECES ÓSEOS: El esqueleto está formado por hueso, las branquias están cubiertaspor el opérculo, la boca está en el extremo de la cabeza y la aleta caudal está dividida en dos partes o lóbulos iguales. Ej: Merluza, trucha, sardina.
- PECES CARTILAGINOSOS: El esqueleto está formado por cartílago, las branquiasestán al descubierto, la boca está en posición ventral y la aleta caudal presenta el lóbulosuperior más largo que el inferior (sin vejiga natatoria) Ej.: Tiburón, raya. B. ANFIBIOS
- A este grupo pertenecen las ranas, los sapos, salamandras y tritones.
- Animales terrestres, pero cuando son jóvenes viven exclusivamente en el agua, yde adultos desarrollan algunas de sus funciones en el agua, por lo que siempre se encuentran en ambientes cercanos al agua dulce.
- Cuerpo con cabeza y tronco, con cuatro extremidades, algunos con cola.
- Animales poiquilotermos, no controlan su temperatura corporal.
- Respiración por branquias en la fase larvaria y por pulmones y a través de la pielen fase adulta (respiración cutánea). Por ello son animales con piel húmeda y mucosa, sin escamas ni pelos.
- Reproducción sexual, y la mayoría son ovíparos. Los huevos son puestos en el agua, rodeados por una sustancia gelatinosa que los mantiene unidos y les sirve de protección. De ellos nacen las larvas llamadas renacuajos, que respiran por branquias, carecen de patas y presentan cola y son herbívoros. Sufrirán metamorfosis para transformarse en adultos, que son carnívoros y se alimentan depresas vivas. GRUPOS:
- ANUROS: Anfibios sin cola, las patas posteriores están mucho más desarrolladas que las anteriores. Ranas y sapos.
- URODELOS: Anfibios con cola, cuerpo más alargado que el de anuros con cuatro patas cortas y del mismo tamaño. Salamandra y tritones. C. REPTILES
- A este grupo pertenecen las tortugas, los lagartos, las serpientes y los cocodrilos.
- Animales terrestres o acuáticos, pero que dependen totalmente del aire.
- Cuerpo cubierto de escamas gruesas y resistentes para evitar la desecación.
- Cuerpo con cabeza, cuello, tronco, cola y cuatro patas, excepto las serpientes.
- Animales poiquilotermos, su temperatura cambia con la del medio.
- Respiración pulmonar.
- Reproducción sexual, con fecundación interna. Son mayoritariamente ovíparos, con huevos con nutrientes y humedad para el desarrollo del embrión y cáscara que evita la desecación.
- Carnívoros en su mayoría. GRUPOS:
- SAURIOS: Lagartos, salamanquesas, camaleones o iguanas. Terrestres, carnívoros. Mudan periódicamente la piel.
- OFIDIOS: Serpientes. No presentan patas. Terrestres, aunque algunas especies son acuáticas. Carnívoros depredadores. Mudan periódicamente la piel. Algunas especies son ovovivíparas.
- CROCODILIANOS: Cocodrilos y caimanes. Cuerpo recubierto de placas muy duras(óseas). Carnívoros depredadores.
- QUELONIOS: Tortugas y galápagos. Viven en ambiente terrestre o acuático.Presentan un caparazón óseo. Algunas especies son herbívoras.
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - protectora de células estériles (no reproductoras). Los gametangios se llaman arquegonios si originan ovocélulas y anterideos si originan espermatozoides. Una adaptación que se relaciona con esto fue la retención de la ovocélula fecundada (el cigoto) dentro del gametangio femenino (el arquegonio) y su desarrollo allí del embrión. Así, durante sus etapas críticas de desarrollo, el embrión, o esporófito joven, está protegido por los tejidos del gametofito femenino. El antecesor de las plantas se cree que ha sido un alga verde multicelular a partir de este antecesor común, divergieron dos linajes principales: los briófitos y las plantas vasculares, los briófitos parecen haber cambiado poco en el curso de su historia, las plantas vasculares han sufrido una gran diversificación. Las principales tendencias en su evolución incluyen sistemas de conducción mejores, una reducción progresiva en el tamaño del gametófito y la “invención” de la semilla. Las nuevas divisiones de plantas vasculares pueden agruparse informalmente en las plantas vasculares sin semillas (Pteridófita) y las plantas con semillas. Las plantas con semilla pueden agruparse en gimnospermas o plantas con semillas desnudas (coníferas) y las angiospermas o plantas con flores. Entre las plantas vasculares actuales sin semilla. 7.3. Clasificación de las plantas Las plantas se pueden clasificar en dos grandes grupos: los briofitos y las plantas vasculares. 7.3.1. BRIÓFITOS. - A excepción de del mar y los desiertos extremos, el resto de la tierra está colonizada por Briófitos. Son los únicos habitantes vegetales de regiones boreales y australes, pueden vivir en lugares de temperaturas muy extremas como rocas expuestas al sol o en lugares muy secos durante años, siendo capaces de recuperarse rápidamente al mojado. Su mayor desarrollo se da en lugares húmedos, la absorción y pérdida de agua se produce por toda la planta, y son capaces de retener grandes cantidades de agua, contribuyendo al mantenimiento del balance hídrico especialmente en los bosques, los briófitos de ambientes xerofíticos (secos) poseen gran resistencia a la desecación. En Turtula muralis se comprobó que mantiene la capacidad de revivir luego de 14 años sin agua. También son capaces de resistir temperaturas extremas: crecen tanto sobre rocas del nivel de nieve permanente del Ártico y Antártida, como en lugares donde la roca alcanza 70º al sol. Las plantas como las briófitas poseen dos generaciones, una esporofítica(productoras de esporas) y una gametofítica (productora de gametas). El esporofito está representado por el esporangio y el gametofito por la planta propiamente dicha. El esporangio está recubierto en el extremo por la caliptra o cofia, que puede desprenderse tirando con la pinza de punta fina. La forma varía según las distintas especies. Una vez quitada la cofia al esporangio o urna, desprender el opérculo con la aguja de disección. En el interior podrá observar las esporas. Los musgos son plantas sin flores. Su aparato vegetativo se parece mucho al de las plantas con flores, pero difieren mucho de ellas por su estructura interna. El desarrollo se hace en varias fases, de las que una de ellas es con esporas, que caen del esporangio maduro luego originan unos protonemas libres dónde se desarrollan los rizoides y las hojuelas (gametofito) donde se pueden hallar los órganos reproductores. En el microscopio con ayuda de dos agujas separamos una a una las hojas y podemos observar unos pequeños cuerpos prominentes en forma de mazas: son los anterìdeos, según la especie en la misma hojita u otra diferente se encuentra se hallan los arquegonios con forma de calabaza, con un vientre ovoideo y un cuello largo. En los anterídeos se forman los espermatozoides y en los arquegonios la oósfera, cuándo el anterozoide flagelado alcanza a la oósfera se produce la fecundación, el huevo originado con las condiciones de temperatura favorables desarrolla un esporogonio que crece, madura, se desarrolla y constituye el esporofito. De lo expuesto se deduce que en el ciclo vital del musgo se observan dosetapas la gametofítica y la esporofítica. 7.3.2. TRAQUEÓFITAS: PLANTAS VASCULARES La mayoría de las plantas familiares para nosotros pertenecen a esta división Las traqueófitas (gr.trakheis: tráquea + pitón: planta, son cualquier planta terrestre que llegue a un metro de altura, es casi seguramente una traqueófita. Ellas tienen un sistema conductor continuo (un sistema vascular) que se extiende a través de sus raíces, tallos y hojas, por donde circula el agua con sustancias disueltas de un lugar a otro de la planta. Solamente plantas terrestres con un sistema vascular tan eficiente pueden llevar el agua hasta arriba y lejos de su fuente, el suelo. Encontramos helechos como ejemplo de traqueófitas primitivas, en lugares húmedos y poco soleados. Estas plantas pertenecen a las Pteridófitas Es una planta herbácea cuyas raíces adventicias se desprenden del rizoma (tallo subterráneo). Las hojas o frondas son los únicos órganos visibles fuera de la tierra, son compuestas y constan de la nervadura central o raquis y el limbo está dividido completamente en folíolos redondeados en sus extremos. Los primordios foliares están cubiertos de borra o vello y se encuentran arrollados en espiral. En ciertas épocas del año los folíolos de algunas hojas (esporofilos) desarrollan en el envés unas pequeñas excrecencias que están muy
Docentes: Raquel Allison Choquehuanca Pineda – María del Carmen Ccopa Cama - Nury Daysi Zevallos Salas - Marianela Maribel Ventura Candia - regularmente dispuestas a lo largo de la nerviación media de forma arriñonada llamadas SOROS. Cuando se abren se observa que cada soro contiene numerosos esporangios cubiertos por una escama llamada indusio. Observando el soro en el microscopio, se ve que está formado por un conjunto de corpúsculos esféricos colocados en el extremo de un corto pedúnculo, cada uno de ellos es un esporangio, saquito de color pardo que, cuando está maduro, se abre para dejar escapar un gran número de esporas. La apertura se hace por un cinturón de células cúbicas (células de cierre) que se identifican muy bien en la observación microscópica, cuya cara externa es delgada y cuándo el tiempo está seco, se contraen y provocan la rotura del esporangio dejando en libertad las esporas. 7.3.3. GIMNOSPERMAS Las plantas con semillas existían ya cerca del final del período Carbonífero, donde la exuberante vegetación estaba dominada por helechos y licopodios arborescentes de gran tamaño. Durante el período Pérmico, las gimnospermas se diversificaron. Cuatro grupos de gimnospermas tienen representantes vivos: tres divisiones pequeñas - Cycadophyta, Ginkgophyta y Gnetophyta- y una división grande y familiar para todos nosotros - Coniferophyta-. Las coníferas ("portadoras de conos") incluyen a los pinos, abetos, piceas, Tsuga del Canadá, juníperos, alerces y araucarias de Argentina y Chile, así como las secuoyas gigantes de California y Oregon. Todas las gimnospermas son heterósporas y producen dos tipos diferentes de esporasen dos tipos diferentes de esporangios. Las esporas que originan los gametofitos masculinos se conocen como micrósporas y se forman en estructuras conocidas como microsporangios. Cuando la semilla madura, el cono se abre y libera las semillas aladas que germinan produciendo la plántula. Ambos tipos de conos se desarrollan en el mismo esporofito maduro. Los granos de polen son gametofitos masculinos inmaduros que completan su maduración cuando alcanzan los óvulos incluidos en los conos femeninos. Allí producen tubos de polen que transportan los gametos masculinos inmóviles a las ovocélulas. Los gametofitos femeninos se desarrollan en óvulos en la base de una escama del cono, y las ovocélulas son fecundadas allí. Cada escama contiene dos óvulos. Cuando las semillas maduran, caen del cono. 7.3.4. LAS ANGIOSPERMAS: Plantas con flores Al igual que las gimnospermas tienen además del sistema de conducción, estomas y una cutícula impermeable al agua, las formas modernas. Sin embargo, tienen un sistema vascular más altamente evolucionado que el de las gimnospermas. También tienen dos estructuras nuevas interrelacionadas, que las distinguen de todo el resto de las plantas: la flor y el fruto. Las traqueídas que son las únicas células conductoras de agua de las coníferas, se cree que se parecen a células más primitivas. Las traqueídas son células alargadas con áreas adelgazadas (punteaduras) en sus paredes laterales a través de las cuales se desplaza el agua de una traqueída a otra ascendiendo por el tronco desde las raíces. Las traqueídas también suministran sostén mecánico. Las fibras de la madera, especializadas para sostén, y los miembros de vaso especializados para conducir agua, se supone que han evolucionado a partir de las primitivas traqueídas conductoras de agua y de sostén de las primeras plantas vasculares. En los vasos más evolucionados, las paredes terminales de las células individuales (miembros de vaso) se desintegran durante el desarrollo, y los miembros se apilan unos sobre otros, formando un tubo continuo Las Angiospermas incluyen no solo a las plantas con flores conspicuas, sino también a los grandes árboles de madera dura, a todos los frutales, hortalizas, nueces, hierbas ya los granos y gramíneas que son componentes básicos de la dieta humana y la basede la economía agrícola de todo el mundo. Estas plantas tan diversas se dividen en dos grandes grupos: clase de las Monocotiledóneas y clase de las Dicotiledóneas. 7.4. Reproducción Sexual En Plantas Implica la unión de células y genera variabilidad genética, pues la unión del material genético masculino y femenino da lugar a un nuevo ser. En las plantas, es el método reproductivo más habitual. Casi todas las plantas que se multiplican de forma sexual, florecen y dan semillas. En el interior del ovario de las flores se encuentran unas células femeninas y
masculinas llamadas gametofitos.
Es importante destacar que en la reproducción sexual al intervenir los gametos hay variación genética, es decir las plantas hijas pueden ser distintas a los padres. 7.5. Reproducción Asexual En Plantas La reproducción asexual o vegetativa, consiste en el desprendimiento de una célula o partes del cuerpo de un individuo ya desarrollado y que mediante procesos mitóticos es capaz de dar lugar a otro organismo genéticamente igual. Algunas de las características de la reproducción asexual son:
- Se puede desarrollar con un solo progenitor y sin que en el proceso intervengan células sexuales o gametos.
- Otra de las características de la reproducción asexual es que es la única posible en organismos simples, como las bacterias. En ellas se da un proceso de fisión binaria o escisión en la que una célula madre se fragmenta en dos o más células.
