Ud 7. Los seres vivos 1º ESO (LOMCE) UNIDAD 7: LOS SERES VIVOS 1.- LA TIERRA: EL PLANETA DE LA VIDA. Características que hacen de la Tierra un planeta capaz de albergar vida Distancia adecuada entre la Tierra y el Sol. Presencia de atmósfera protectora. Presencia de agua líquida. Presencia de elementos químicos básicos (C, H, O, N, P, etc.) Teoría de la evolución química: El origen de la vida Elementos químicos → Moléculas inorgánicas → Moléculas orgánicas → primeras células. Teoría de la exogénesis, panspermia u origen extraterrestre de la vida. Características de los seres vivos Formados por elementos químicos y moléculas orgánicas exclusivas de la materia viva. Formados por células. Cumplen las tres funciones vitales: o Nutrición. o Relación. o Reproducción. La materia que forma los seres vivos se organiza en una serie de niveles de organización de la materia de complejidad creciente. Átomos. (C, H, O, N, P, etc.) Moléculas. (O2, N2, CO2, etc.) Células. Tejidos. (óseo, muscular, nervioso, etc.) Órganos: (hueso, músculo, cerebro, etc.) Aparatos y sistemas (circulatorio, nervioso, etc.) Organismos. (bacteria, seta, conejo, etc.) Especie. Población. Comunidad. Ecosistema. Biosfera. 2.- BIOELEMENTOS Y BIOMOLÉCULAS. Toda la materia del universo está formada por pequeñísimas partículas denominadas átomos o elementos químicos. Se conocen aproximadamente 117 elementos químicos diferentes. Ejemplos: C, O, H, N, P, S, Fe, Al, Cu, Mg, Na, K, etc. Los bioelementos son elementos químicos que forman la materia viva. Bioelementos primarios. Constituyen aproximadamente el 97% de la materia viva y son: C, O, H, N, P y S. Bioelementos secundarios. Se encuentran en una proporción menor: Na, K, Ca, Mg. Oligoelementos: imprescindibles para la vida pero que se encuentran en cantidades ínfimas: Fe, Cu, etc. Estos elementos químicos se suelen agrupar unos con otros para formar moléculas. 1 Ud 7. Los seres vivos 1º ESO (LOMCE) Las biomoléculas son agrupaciones de estos bioelementos que forman parte de los seres vivos. Biomoléculas Función Agua. Inorgánicas (tanto en materia inerte como viva) Sales minerales Glúcidos. Orgánicas Lípidos (exclusivas de los seres vivos) Proteínas Ácidos nucleicos Ejemplos Imprescindible para las reacciones químicas, regula la temperatura, transporta sustancias, etc. Formas estructuras esqueléticas, huesos, dientes, caparazones. Regulan procesos fisiológicos importantes: transmisión del impulso nervioso, coagulación sanguínea, contracción muscular y cardiaca, etc. Proporcionan energía inmediata. Reserva de energía. Función estructural. Contienen la información genética del individuo. Carbonato y fosfato cálcico Glucosa, sacarosa, fructosa, almidón. Grasas, ceras, colesterol Hemoglobina, queratina, colágeno ADN, ARN 3.- LA CÉLULA. La célula es la unidad estructural y funcional de los seres vivos. Es decir, es la parte más pequeña de un ser vivo que cumple las tres funciones vitales: nutrición, reproducción y relación. Atendiendo al número de células los seres vivos se clasifican en: Unicelulares. (Bacterias, protozoos, algunos hongos y algas). Pluricelulares. (Plantas y animales). 3.1.- Descubrimiento de las células y Teoría celular. Hasta que no aparecieron y se perfeccionaron los microscopios no se pudo observar células, ya que estas tienen un tamaño microscópico, no visibles a simple vista. La unidad de medida de las células es el micrómetro o micra (µm) 1 µm = 10 -6 m = 0,000 001 m Teoría celular (Schwann y Schleiden, 1838) Estructura celular Todos los seres vivos están formados por células. La célula es la unidad estructural y funcional de todos los seres vivos. Cada célula procede la división de otra célula preexistente. (Virchow) Membrana plasmática. Las células procariotas y células vegetales pueden tener por fuera una pared. Citoplasma. Material genético (ADN) Tipos de células Procariotas Eucariotas Animales Vegetales 2 Ud 7. Los seres vivos 1º ESO (LOMCE) La teoría endosimbiótica de Lynn Margulis (1967) afirma que las células eucariotas se originaron a partir de la asociación de varias células procariotas primitivas, hace unos 500 millones de años. La especialización celular. En los organismos pluricelulares no todas las células son iguales sino que están formados por distintos tipos de células (diferenciación celular). Cada tipo de célula se ha especializado en realizar una función concreta (división del trabajo) con lo que se gana en eficiencia y en longevidad el organismo. 4.- LAS FUNCIONES VITALES. Los seres vivos son capaces de realizar las tres funciones vitales: nutrición, relación y reproducción. 4.1.- Nutrición. Mediante la nutrición los seres vivos o las células son capaces de intercambiar materia con el medio y de obtener la energía necesaria para mantenerse. El metabolismo celular es el conjunto de reacciones químicas que ocurren en las células encaminadas a obtener los nutrientes la energía necesaria para mantenerse vivas. También se producen sustancias de desecho que han de ser eliminadas del organismo. El metabolismo consta de dos fases: anabolismo y catabolismo. Anabolismo Metabolismo Catabolismo Fabricación de moléculas complejas a partir de otras más simples. Requiere energía. Destrucción de moléculas complejas para obtener otras más simples. Produce energía. 3 Ud 7. Los seres vivos 1º ESO (LOMCE) Autótrofa Tipos de nutrición heterótrofa Incorporan del medio materia inorgánica y la transforma en materia orgánica. Ej: algunas bacterias, algas y plantas. Incorporan del medio materia orgánica. Ej: algunas bacterias, protozoos, hongos y animales. 4.2.- Relación. La función de relación consiste en la capacidad que tienen los seres vivos de captar cambios (estímulos) en el medio y responder a ellos. Respuesta Músculo Estímulo Receptor Sistema de coordinación motora Efector Glándula Respuesta secretora. 4.3.- Reproducción. La función de reproducción consiste en la capacidad que tienen los seres vivos de producir nuevos individuos y así perpetuar la especie. Se distinguen dos tipos de reproducción. Reproducción asexual A partir de un único individuo. Se originan un mayor número de descendientes. Todos los descendientes son idénticos al progenitor. Tipos de reproducción asexual: Por Bipartición. Por Gemación. Por esporulación Reproducción sexual A partir de dos individuos de distintos sexo. Se origina un menor número de descendientes. Los descendientes son distintos entre sí y distintos a los progenitores. Algunos seres vivos como las medusas pueden tener los dos tipos de reproducción a la vez, es decir, tienen reproducción alternante. 5.- FUNCIONES VITALES EN LAS PLANTAS. 5.1.- Nutrición en plantas. La nutrición en plantas es autótrofa, es decir, las plantas fabrican su propia materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas que toman del medio, a través de proceso denominado fotosíntesis. Sales minerales + Agua + CO2 materia orgánica + O2 Fotosíntesis Las sales minerales y el agua se absorben del suelo por medio de las raíces y forman la savia bruta que circula por el xilema hacia las hojas donde se llevará a cabo al fotosíntesis. El CO2 y el O2 (para la respiración) entran por los estomas de las hojas. La materia orgánica fabricada por fotosíntesis junto con el agua, forma la savia elaborada, que circulará por el floema a todas las partes de la planta. Esta materia orgánica la utiliza la planta para mantener y crear nuevas estructuras y realizar la respiración celular para obtener energía para sus funciones vitales. 4 Ud 7. Los seres vivos 1º ESO (LOMCE) Materia orgánica + O2 Energía + Agua + CO2 Respiración celular 5.2.- La relación en plantas. Las plantas responden a los estímulos a través de movimientos y la producción de hormonas. Movimientos Hormonas Relación en plantas Movimientos lentos y permanentes de crecimiento. Tropismos Dirigidos por un estímulo Movimientos más o menos rápidos y transitorios. Nastias No dependen de la dirección del estímulo. Sustancias fabricadas por la planta que intervienen en procesos como la germinación, crecimiento, floración, maduración de frutos y caída de hojas. 5.3.- Reproducción en plantas. Las plantas se reproducen normalmente mediante reproducción sexual, gracias a unos órganos reproductores denominados flores. Aunque también pueden presentar formas de reproducción asexual. 5 Ud 7. Los seres vivos 1º ESO (LOMCE) 6.- LAS FUNCIONES VITALES EN LOS ANIMALES. Sistemas y aparatos implicados en las funciones vitales de los animales. Nutrición Relación Reproducción Aparato digestivo. Aparato respiratorio. Aparato circulatorio. Aparato excretor. Sistema nervioso. Sistema endocrino u hormonal. Aparato locomotor (sistema muscular y óseo) Aparato reproductor. 6.1.- LA NUTRICIÓN EN ANIMALES. Los animales tienen nutrición heterótrofa, es decir, toman la materia orgánica directamente del medio, alimentándose de otros seres vivos. Según su alimentación se clasifican en: o o o o Herbívoros. Carnívoros. Omnívoros. Saprófitos. 6.1.1.- Aparato digestivo. Se encarga de hacer la digestión de los alimentos, es decir, en transformar estos en sustancias más sencillas llamadas nutrientes que puedan ser utilizadas por las células. Alimentos (Carne) Nutrientes (proteínas, sales, grasas, etc.) Digestión En la mayoría de los animales el aparato digestivo está constituido de: Tubo digestivo Glándulas anejas Anatomía del aparato digestivo o Boca. o Esófago. o Estómago. o Intestinos (delgado y grueso) o Ano o Glándulas salivales. o Hígado. o Páncreas 6.1.2.- Aparato respiratorio. Se encarga de captar el O2 del medio y expulsar el CO2. Los animales más sencillos (esponjas y cnidarios) intercambian los gases directamente con el medio. El resto presenta órganos especializados. Tipo de respiración Órgano respiratorio Ejemplos: Cutánea Traqueal Branquial Pulmonar La piel Tráqueas Branquias Pulmones Anélidos, anfibios Insectos Peces y moluscos Anfibios, reptiles, aves y mamíferos 6.1.3.- Aparato o sistema circulatorio. Se encarga de transportar los nutrientes y el O2 hasta las células y recoger de ellas el CO2 y las sustancias de desecho para llevarlas al aparato excretor y que sean eliminadas. 6 Ud 7. Los seres vivos 1º ESO (LOMCE) El aparato circulatorio de los animales consta de: Fluido circulante. Ej: sangre, hemolinfa, etc. Vasos conductores. Ej: arterias, venas, capilares. Bombas impulsoras o corazones. Los animales pueden presentar dos tipos de sistemas circulatorios: Sistema circulatorio abierto. Típico de invertebrados. La sangre a veces se sale de los vasos conductores encharcando el interior del animal. Sistema circulatorio cerrado. Típico de vertebrados. La sangre siempre circula por el interior de vasos. 6.1.4.- Aparato excretor. En el metabolismo celular se producen también muchas sustancias de desecho que es necesario eliminar. El CO2 se elimina a través del aparato respiratorio (pulmones, branquias, tráqueas, piel). Los compuestos nitrogenados, como el amoniaco, el ácido úrico y la urea, son muy tóxicos y son expulsados por órganos excretores especializados: Nefridios: en anélidos y moluscos. Tubos de Malpighi: en insectos. Riñones: en vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos). 6.2.- LA RELACIÓN EN ANIMALES. La función de relación en animales consiste en la capacidad que tienen los seres vivos para captar estímulos del medio (interno o externo) y responder a ellos. De esta función se encargan el sistema nervioso y endocrino y si la respuesta es un movimiento también el aparato locomotor. 6.2.1.- El sistema nervioso. La información captada por los receptores y convertida en impulsos nerviosos viaja por los nervios sensitivos hacia los centros nerviosos donde se interpreta. Los centros nerviosos pueden ser: En invertebrados: ganglios nerviosos. En vertebrados: encéfalo y médula espinal. Desde los centros nerviosos la respuesta elaborada en enviada por los nervios motores hacia los efectores músculos y glándulas que ejecutan la respuesta motora o secretora respectivamente. 6.2.2.- Sistema endocrino. Formado por glándulas endocrinas (tiroides, hipófisis, etc.) repartidas por todo el cuerpo, que fabrican hormonas que liberan al fluido circulante. Se encargan de funciones más lentas pero duraderas, como el crecimiento, la reproducción, la metamorfosis, etc. 7 Ud 7. Los seres vivos 1º ESO (LOMCE) 6.3.- REPRODUCCIÓN EN ANIMALES. Puede ser de dos tipos: Reproducción asexual: (propia de algunos invertebrados como esponjas y cnidarios). Puede ser: Por gemación. Por escisión o fragmentación. Reproducción sexual. Es la más frecuente en animales. Comprende las siguientes fases: A. Formación de gametos Gónadas Gametos Masculinas (♂) Testículos Espermatozoides Femeninas (♀) Ovarios Óvulos Algunos animales pueden ser hermafroditas como los caracoles y algunos gusanos. B. Fecundación: unión del espermatozoide y el óvulo puede ser: Externa: fuera del cuerpo de la hembra. Ej. peces Interna: dentro del cuerpo de la hembra. Ej. Mamíferos. Tras la fecundación se forma el cigoto o célula huevo que se dividirá para originar el embrión. C. Según sea el desarrollo embrionario los animales se clasifican en: o o o Vivíparos: desarrollo embrionario dentro del cuerpo de la hembra. Ej. Mamíferos. Ovíparos: desarrollo embrionario en un huevo fuera del cuerpo de la hembra. Ej. Insectos, peces, reptiles, aves. Ovovivíparos: desarrollo embrionario en un huevo pero dentro del cuerpo de la hembra. Ej. Algunos tiburones y serpientes. 8