LOS SERES VIVOS Y LAS FUNCIONES DE RELACIÓN -La relación en los seres vivos. -La relación en las plantas. -La relación en los animales : Los receptores. -La relación en los animales: Coordinación y efectores. Mª Carmen Magallón Lahoz LA RELACIÓN EN LOS SERES VIVOS QUÉ SON LAS FUNCIONES DE RELACIÓN.Las funciones de relación son aquellas que permiten a un ser vivo recibir la información del exterior o de su interior y responder a ella de la forma más adecuada para asegurar su supervivencia. En toda función de relación se distinguen el estímulo; el receptor, que capta el estímulo y transmite la información al efecto, que ejecuta la respuesta más adecuada. LOS ESTÍMULOS Un estímulo es un cambio en el medio que rodea a un organismo o en su interior. Estos cambios, pueden ser de temperatura, de luz, de sonido, de concentración de alguna sustancia, etc. LAS RESPUESTAS Las respuestas que ejecutan los receptores pueden ser muy diversas y se puede agrupar, en estáticas y dinámicas. - Estáticas. Son aquellas en las que no se produce movimiento; son, por ejemplo, la producción y secreción de sustancias. - Dinámica o taxias.- En ellas sí se produce movimiento como respuesta al estímulo. Son positivas si se acercan al estímulo y negativas si se alejan de él. ESTÍMULO Reconocimiento Del estímulo Ejecutar la respuesta RECEPTOR SECCIÓN DE RESPUESTA Transmisión de la información Efector Dinámica o estática TIPOS DE MOVIMIENTOS CELULARES MOVIMIENTO AMEBOIDE.- Se debe a la emisión de unas prolongaciones de la membrana celular llamadas seudópodos. Los seudópodos son característicos de algunos protozoos. Movimiento vibrátil La célula mueve unos filamentos que se encuentran en su superficie, y que pueden ser de dos tipos: los cilios (cortos y numerosos) y los flagelos (largos y poco numerosos). Movimiento contráctil La célula se acorta y se alarga gracias a unos filamentos contráctiles muy finos que se encuentran en su interior. Es típico del protozoo llamado vorticela y de sus células musculares que forman los músculos de los animales. Movimiento de turgencia Los cambios de turgencia (ganancia o pérdida de agua) provocan ciertos movimientos; por ejemplo, la apertura y el cierre de los estomas de las hojas de las plantas. En este caso, la célula no se desplaza. En los organismos unicelulares, es su célula la que realiza todo el proceso de captación del estímulo y de ejecución de la respuesta. Una forma de responder a los estímulos es mediante el movimiento celular. En los organismos pluricelulares tienen células especializadas para detectar determinados estímulos y todas ellas tienen que responder de manera coordinada ante un estímulo. Para ello, cuentan con sistemas de coordinación, que pueden ser de dos tipos: -La coordinación nerviosa (solo en los animales). La realiza el sistema nervioso a través de las neuronas, células encargadas de transmitir y de procesar la información. - La coordinación química (en todos los reinos). El sistema hormonal o endocrino responde a los cambios del medio interno, mediante unas sustancias llamadas hormonas. LA RELACIÓN EN LAS PLANTAS Aunque no puede desplazarse, las plantas responden a diferentes estímulos del medio que les rodea. Como la humedad, la temperatura, la gravedad, la luminosidad, etc., que les permiten adaptarse a vivir en él. Los tipos de respuestas Las respuestas de las plantas pueden ser de tres tipos: - Los tropismos. Son movimientos relacionados con el crecimiento de la planta o una de sus partes. Son respuestas lentas e irreversibles. El tropismo es positivo si el movimiento es de acercamiento al estímulo, y negativo, si es de alejamiento. - Las nastia. Son cambios rápidos y pasajeros de ciertas partes de la planta, (duran mientras permanece el estímulo), como consecuencia de movimientos de turgencia de sus células. - La fotoperiodicidad. Son respuestas debidas a los cambios de iluminación que se producen a lo largo de las estaciones del año. Las plantas ajustan de esta forma ciertas actividades vitales a la duración relativa del día y de la noche. Cómo regulan las respuestas las plantas Las plantas producen unas sustancias llamadas hormonas vegetales, que tienen la capacidad de activar o de inhibir algunas de sus actividades (el crecimiento, la floración, la caída de las hojas, la maduración de los frutos, etc.). Estas sustancias se fabrican en algunos de sus órganos y tejidos y son transportadas hasta los lugares de la planta en los que se producen las respuestas. Plantas y fotoperiodicidad - - Muchos de los procesos de desarrollo de la planta están regulados por la duración del día y la noche. Entre ellos podemos destacar: La floración. Algunas plantas florecen en días largos, es decir, en verano, como, por ejemplo, el trigo o la avena. Otras lo hacen cuando los días son cortos, como el arroz, o la soja. El amarillamiento y la caída de las hojas. Los tropismos y las nastias Según la naturaleza del estímulo hay diferentes tipos de tropismos. Por ejemplo, algunos movimientos se deben a estímulos luminosos (fototropismo) que provocan el crecimiento de los tallos, de los peciolos de las hojas, etc., acercándose a la fuente luminosa. Otros se producen por la gravedad (geotropismo), como el crecimiento de las raíces hacia el suelo. Fototropismo Movimiento de la planta para buscar la luz Tallo: fototropismo positivo. Raíz: fototropismo negativo. GEOTROPISMO Hidrotropismo Movimiento de la planta para buscar el agua Raíz: hidrotropismo positivo. Crece en dirección al agua en lugar de hacia abajo. Las nastias También se deben a diferentes estímulos, como la temperatura o la luz. Por ejemplo, el dondiego de noche cierra sus flores durante el día y las abre al atardecer. Otras abren las hojas de día y las cierra de noche. En otros casos, los estambres de algunas flores se curvan hacia dentro al contacto de un insecto polinizador. Sismonastia Reacción de la planta a la presión Reacción al contacto o presión. Ejemplo: cierre de las hojas de una planta carnívora. QUIMIONASTIA Reacción de la planta ante los cambios químicos Reacción ante cambios químicos. Ejemplo: actuación de los estomas, conjuntos de células de las hojas que permiten el paso del aire al interior. Ante la pérdida de agua cuando hace mucho calor, las células oclusivas cierran el ostiolo. Fotonastia Reacción de la planta ante los cambios de luz Reacción ante la luz. Ejemplo: flores que se abren de día y se cierran de noche. LA RELACIÓN EN LOS ANIMALES: LOS RECEPTORES LA RELACIÓN EN LOS ANIMALES.- Para desplazarse, capturar a las presas, defenderse, huir, etc., muchos animales han desarrollado unos sofisticados órganos sensoriales con los que detectan estímulos específicos; unos complejos sistemas de coordinación nerviosa y química con los que procesan la información y elaboran respuestas, y unos efectores con los que ejecutan las respuestas; por ejemplo, los sistemas de locomoción, que les permiten correr, nadar, saltar, etc. Los Receptores En los animales, los receptores son unas células especializadas capaces de percibir determinados estímulos. Los receptores pueden ser simplemente células nerviosas o grupos de células sensitivas. A veces, los receptores forman parte de estructuras complejas muy especializadas que reciben el nombre de órganos sensoriales. Tipos de receptores: Según su localización los receptores puede ser externos e internos. Receptores externos. Recogen la información que procede del exterior. Receptores internos. Reciben la información del medio interno. Según el tipo de estímulo pueden ser: Fotorreceptores. Captan estímulos luminosos. La mayoría de los animales detectan la luz visible y algunos la luz ultravioleta (insectos). Quimiorreceptores. Se estimulan con sustancias químicas (olores y sabores). Mecanorreceptores. Responden a estímulos mecánicos como el tacto, el olor, la gravedad, el sonido y el equilibrio. Termorreceptores. Discriminan el calor y el frío. Electrorreceptores. Detectan la energía eléctrica. Algunos ejemplos de receptores en animales LOS FOTORRECEPTORES.- Algunos son muy sencillos, como los ocelos de las medusas, que solo detectan la luz. Otros son más complejos, como los ojos compuestos de los insectos formados por numerosos ojos simples, los omatidios, que ofrecen al animal una visión en mosaico. Los más complejos son los ojos de los vertebrados, que agrupan los fotorreceptores en una membrana llamada retina. LOS MECANORRECEPTORES.- en los animales invertebrados, están distribuidos por la superficie corporal, la boca, las antenas y las patas. En los animales vertebrados, los mecanorreceptores del tacto y del dolor están en la piel, y los acústicos y del equilibrio, en el oído. En los peces, la línea lateral es un receptor que percibe las vibraciones del agua e informa al animal de los movimientos de otros animales de su entorno. LOS QUIMIORRECEPTORES.- En los invertebrados, se localizan en la porción anterior del cuerpo, en las antenas, las patas, etc. En los vertebrados existen receptores para el olfato, en la cavidad nasal y, para el gusto, en la lengua (mamíferos) y en la cavidad bucal ( el resto de vertebrados). En las serpientes, hay un órgano especial que percibe los olores a través de la punta de la lengua. LOS TERMORRECEPTORES.- Están en la superficie corporal y la lengua (mamíferos) y en las antenas de algunos insectos. Ciertas serpientes tienen un órgano, la foseta, situada entre los ojos y las fosas nasales que les sirven para percibir los cambios o las variaciones de la temperatura externa, y que les permite localizar a los animales de sangre caliente en total oscuridad. LA RELACIÓN EN LOS ANIMALES. COORDINACIÓN Y EFECTORES Los animales tienen modos de vida más complejos que las plantas. Disponen de dos sistemas de coordinación, relacionados entre sí: el sistema hormonal y el sistema nervioso. SISTEMA HORMONAL O ENDOCRINO El sistema hormonal controla y regula las respuestas mediante las hormonas que se producen en las glándulas endocrinas que son órganos distribuidos por todo el cuerpo. Estas vierten las hormonas al medio interno y al aparato circulatorio y, a través de ellos, se distribuyen a los órganos efectores, sobre los que actúan de una forma lenta y prolongada. En los invertebrados, el sistema hormonal está poco desarrollado, y las glándulas endocrinas son escasas. En los insectos, interviene en el crecimiento, en la muda y en la metamorfosis. En los vertebrados, el sistema hormonal está muy desarrollado y controla numerosas funciones, como el crecimiento , el desarrollo de los caracteres sexuales y del ciclo reproductor, la metamorfosis ( en los anfibios), el control de la excreción, etc. EL SISTEMA NERVIOSO Regula las actividades del organismo mediante las neuronas, que son células encargadas de procesar y transmitir la información que llega desde los receptores y coordinar las respuestas de los efectores. Este tipo de comunicación es rápida y permite a los animales ejecutar respuestas casi instantáneas. Partes del sistema nervioso El sistema nervios está constituido por los nervios y por los centros nerviosos. -Los nervios. Son largos cordones formados por miles de prolongaciones que emiten las neuronas (axones ). Ponen en comunicación los órganos receptores con los centros nerviosos (nervios sensitivos) y con los órganos efectores (nervios motores). -Los centros nerviosos. Son órganos que reciben la información de los receptores y elaboran las respuestas adecuadas y las envían a los órganos efectores. SISTEMAS NERVIOSOS SEGÚN SU COMPLEJIDAD REDES DE NEURONAS.- En los invertebrados más sencillos, como los cnidarios, las neuronas forman redes de conexiones que se distribuyen por la pared del cuerpo del animal. Cuando reciben un estímulo en un punto determinado del organismo, este se transmite en todas direcciones haciendo que todo el animal reaccione. Medusa dibujo Redes de ganglios y nervios En invertebrados más complejos (platelmintos y anélidos), las neuronas se agrupan en ganglios, y sus prolongaciones forman cordones nerviosos. En los artrópodos, se unen determinados ganglios y se origina una cadena nerviosa ventral y el ganglio principal (ganglio cerebroide) está más desarrollado. SISTEMA NERVIOSOS COMPLEJOS A medida que los animales se hacen más complejos, hay una tendencia a la cefalización, es decir, a agrupar los ganglios en una cabeza diferenciada, formando un cerebro. En la cabeza de los vertebrados se localiza el encéfalo, una estructura ganglionar muy compleja que incluye el cerebro y otras estructuras nerviosas y que se prolonga hacia atrás en un grueso condón nervioso, la médula espinal, que recorre la parte dorsal del cuerpo y del que salen los nervios y los ganglios a todos los órganos del animal. -El encéfalo. Controla las complejas funciones de los vertebrados. Regula el funcionamiento de todo el cuerpo. -La médula espinal. Es la vía de comunicación del encéfalo con el cuerpo. Por ella viajan los estímulos en dirección al encéfalo y las respuestas hacia los efectores. También controla las respuestas involuntarias, llamadas actos reflejos, que son respuestas casi instantáneas que se desencadensan; por ejemplo, ante un pinchazo. -Los nervios y los ganglios. Se encargan de comunicar el encéfalo y la médula espinal con todos los órganos del cuerpo. SISTEMA NERVIOS SISTEMA NERVIOS CENTRAL SISTEMA NERVIOS PERIFÉRICO Nervios Nervios Médula espinal Encéfalo Sensitivos cerebro Cerebelo Tronco encefálico Motores LAS NEURONAS Las neuronas se especializan de forma que unas captan los estímulos (neuronas sensitivas) y otras producen la respuesta (neuronas motoras). Los estímulos que reciben las neuronas los transmiten en forma de una señal llamada impulso nervioso. Las neuronas tienen varias prolongaciones cortas, denominadas dendritas, por las que entra el impulso nervioso; y una prolongación muy larga, llamada axón, por la que sale la señal hacia otras neuronas o a los lo efectores efe to e