Movimiento Animales pueden ser estacionarios y tener partes móviles, o ser móviles Cómo se mueven los animales? Cómo sobrellevan la fricción y la gravedad en sus medios ambientes? Cuáles estructuras de soporte/protectivas son requeridas? Qué estilos de transporte hay: en agua sobre la tierra en el aire Todos requieren de mucha energía Natación es la mas eficiente Grandes animales son mas eficientes, en términos del peso corporal Natación Fricción es un gran problema en el agua Gravedad no lo es (mientras el animal flote) Algunos animales tienen cuerpo fusiforme Otros tiene apéndices para ayudarlos durante la natación Locomoción sobre la tierra Caminar, correr, saltar Apéndices Músculos Balance arrastrarse (fricción, no gravedad) Cómo se encuentran dispuestos los músculos? Vuelo Elevación + impulso > peso + arrastre Diseño del ala Peso Mecanismos de movimiento Protozoarios movimiento ameboide : red de actina-myosina (microfilamentos) proteínas de adesión (observado en células de animales complejos que se mueven de la misma manera movimiento ciliar/flagelar (microtúbulos) modelo del filamento corredizo? Animales multicelulares → músculos Músculo trabajan contra el esqueleto Tres tipos principales de esqueletos hidrostático exoesqueleto endoesqueleto Esqueleto hidrostático Compartimiento lleno de fluido cnidarios, gusanos planos, nematodos, anélidos Animales con cavidades del cuerpo verdaderas presentan peristalsis (músculos circulares y longitudinales) Animales más sencillos presentan músculos longitudinales Exoesqueleto Depositado sobre la superficie del animal moluscos, artrópodos (Mayoría) moluscos forma una concha que incrementa en tamaño Artrópodos tienen una cutícula secretada por la epidermis (complejo proteína quitina) Mas grueso en áreas protegidas, delgada en articulaciones Animales deben mudar periódicamente Ventajas del exoesqueleto? Puede soportar mas peso, pero animales son lo suficientemente pequeños para no colapsar por el peso del exoesqueelto Endoesqueleto Formado dentro del cuerpo Compuesto por hueso y cartílago Hueso es depósito para calcio y fósforo En vertebrados amniota, también lugar para la formación de células sanguíneas Cartílago Notocordio sirve como estructura para dar rigidez en protocordados y larvas en vertebrados y embriones Células grandes rodeadas por tejido elástico y fibroso Remplazado por la columna espinal Esqueleto cartilaginoso observado en peces sin mandíbulas y elasmobranquios (tiburones, rayas) Otros vertebrados tienen esqueletos óseo rodeado con cartílago (Recubierto con cartílago y hueso durante el desarrollo) Cartílago hialino mas común Algunos invertebrados (ej., moluscos) tienen tejido similar al cartílago Funciones del hueso (esqueleto) Sostén y protección Formación células sanguinas Almacenamiento mineral (especialmente calcio) Sitio para unión de los músculos→movimiento del cuerpo Hueso compacto osteocitos con lacunae dispuesto en círculos concéntricos llamados lamelas Esto rodea un canal central; complejo llamado sistema Haversia Canaliculi conecta osteocitos a un canal central Desarrollo prenatal esqueleto en su mayoría cartilaginoso Células cartilaginosas y osteoblastos inician depósito de minerales Adultos continuamente rompen y reparan hueso Osteoclastos remueven células dañadas y liberan calcio en la sangre Osteoblastos remueven calcio de la sangre y producen una nueva matriz. Ellas llegan a ser atrapadas →osteoclastos Esqueleto Axial Cráneo (cráneo y huesos faciales) Hueso hioideo (fijar la lengua y músculos asociado con tragar) columna vertebral (vértebra y discos) caja torácica (costillas y esternón) Esqueleto Apendicular cintura pectoral (clavículas y escapula) miembros superiores (brazos) cintura pélvica (huesos coxales, sacrum, coxis) extremidades inferiores (patas) Articulaciones Huesos inmóviles suturados por tejido conectivo: cráneo Ligeramente móviles conectadas por fibrocartilago o cartílago hialino: vértebras, articulación costilla/esternón, sinfisis pubica Totalmente móvil – separado por ligamentosmantiene los huesos juntos ,tendones - músculo alinedo a hueso por membrana sinovial Esqueleto y otros sistemas Piel sintetiza vitamina D la cuál incrementa la absorción de calcio Esqueleto almacena calcio para la contracción muscular, estimulación nerviosa, formación de coágulos sanguíneos sitio de formación de las células sanguíneas Nivel de calcio regulado por hormona paratiroidea y calcitonina riñones (pueden ayudar a proveer vitamina D) sistema digestiva (puede liberar calcio en la sangre) Vertebrados pueden tener diferentes tipos de esqueleto dependiendo de su tamaño y necesidades Variaciones en: vertebrados numero de costillas usualmente apéndices pares cintura (pélvica, pectoral) modificaciones de miembros pentadactilo Postura Animales grandes llevan a lo largo del eje del hueso, ej., postura mas derecha Animales pequeños llevan peso a lo largo del eje transversal del hueso; postura más agachada Movimiento: músculo se mueve contra el esqueleto Músculo esquelético esta unido al hueso por los tendones (huesos son unidos a otros por ligamentos) Músculos son unidos en pares opuestos (cuando se contraen, el otro se relaja) Cómo el músculo se contrae (esquelético)? el modelo de filamento corredizo esta basado en observaciones bajo el microscopio del músculo. Papel critico del Calcio en la contracción muscular Calcio debe unirse a la actina de manera que los sitios de unión de la miosina se exponen Regulación por secuestro del calcio por el reticulo sarcoplasmatico de la célula “Sarco” prefijo se refiere a las células musculares Contracción del músculo es gradual Potenciales de acción pueden ser sumados ; muchas células se contraen Músculos esqueleticos son inervados por unidades motoras (una neurona puede estimular muchas fibras musculares) Una sola neurona motora somatica puede producir un axon con muchas ramas terminales. Cada una estimula una fibra muscular distinta. Unidad motora- una motoneurona y la fibra muscular que inerva Control de la contracción de los músculos Esqueléticos número de fibras estimuladas tamaño del músculo número de unidades motoras tamaño de la unidad motora cuantas veces la fibra es estimulada (sumación) largo del músculo a la hora de la contracción (mas reposo; mas puentes cruzados puede formar) Requerimientos energéticos de los músculos esqueléticos En reposo, más energía es obtenida del los ácidos grasos Ejercicio: glucógeno y glucosa son usadas ATP es usado para: movimiento para puentes cruzados bombeando calcio en el retículo sarcoplasmático (ej., por contracción y relajación Fosforilación oxidativa (O2-dependiente) sangre respiración profunda mioglobina Glucólisis glicógeno fatiga: agotamiento del glicógeno acumulación de ácido láctico Creatina fosfato- primera fuente No todos los músculos tienen la misma velocidad de contracción Contracción lenta; grandes cantidades de mioglobina y suplemento de sangre espalda y pies (en humanos) Contracción rápida- pocos capilares y menos globulina – actividad anaeróbica (glicólisis) tiende a estar en mayor cantidad en brazos Fibras Intermedias- con gran capacidad oxidativa. Resistencia a la fatiga Músculo liso y cardiaco Cardiaco- estriado células musculares pueden producir impulsos y contraerse simultáneamente inervación autonómica Músculo liso A menudo ordenado en forma circular Sin sarcomeros, gran cantidad de actina. Miosina dispuesta de manera que se forman puentes a lo largo Músculos pueden contraerse cuando se encojen Musculosa lisos capaces de graduar la despolarización Contracciones son mas lentas y sostenidas que el músculo esquelético. Pueden trabajar mas eficientemente (no necesita tanto ATP) Células musculares en otros animales Músculos de artrópodos son similares a los músculos de vertebrados Músculos del vuelo pueden accionar como músculos autonomicos Integumento- Barrera protectora piel y estructuras asociadas con ella Protección de que? daño infección perdida de fluido incapacidad para regular la temperatura del cuerpo Receptores sensoriales Puede tener funciones excretorias y respiratorias Secreciones juegan un papel en la atracción sexual y otras clases de señalizaciones Integumento en invertebrados Protozoarios- membrana plasmática o película Otros invertebrados- epidermis; cutícula puede secretar mucus Epidermis de moluscos tiene glándulas que carbonato de calcio para la concha Integumento en artrópodos también sirve como esqueleto Cutícula en artrópodo en larvas y microcrustáceos es flexible y suave Endurecimiento por calcificación en langostas O esclerotización (complejo proteína-quitina) que es fuerte pero liviana Muda: células de la epidermis se dividen y secretan enzimas que digieren la cutícula ; materiales son reabsorbidos Nueva cuticula es producida y endurecida Integumento en vertebrados y derivados Epidermis y dermis forma capas externas de la epidermis se origina piel, plumas, uñas y cascos capas externas son queratinizadas (escama de reptiles y aves) dermis contiene estructuras de soporte tales como capilares y terminaciones nerviosas, estructuras óseas como (escamas en peces, cocodrilos, caparazón en tortugas) Coloración Usualmente producido por pigmentos Puede ser producido por estructuras de tejidos que pueden reflejar y absorber luz (color estructural : muchos insectos, aves y unos pocos peces) Algunos animales son iridiscente; cambio color depende del angulo que se observe. Pigmentos mas comunes Melaninas (esp. en mamíferos), carotenoides,etc. iridioforos- plateado metalico omocromos y pteridinas Melanina ayuda a proteger de la radiación ultravioleta