Biología II - Repositorio CB

COLEGIO DE BACHILLERES
SECRETARÍA ACADÉMICA
COORDINACIÓN DE ADMINISTRACIÓN
ESCOLAR Y DEL SISTEMA ABIERTO
COMPENDIO FASCICULAR
BIOLOGÍA II
FASCÍCULO 1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE
LOS ORGANISMOS PLURICELULARES
Y METABOLISMO DEL INDIVIDUO
FASCÍCULO 2. INTEGRACIÓN Y CONTROL
FUNCIONES:
IRRITABILIDAD
HOMEOSTASIS
DE
Y
FASCÍCULO 3. REPRODUCCIÓN Y CICLOS DE VIDA
EN ORGANISMOS PLURICELULARES
(HONGOS, PLANTAS Y ANIMALES)
FASCÍCULO 4. LA DIVERSIDAD
BIOLÓGICA
Y
CONTINUIDAD
DIRECTORIO
Roberto Castañón Romo
Director General
Luis Miguel Samperio Sánchez
Secretario Académico
Héctor Robledo Galván
Coordinador de Administración
Escolar y del Sistema Abierto
Derechos reservados conforme a la Ley
© 2004, COLEGIO DE BACHILLERES
Prolongación Rancho Vista Hermosa núm. 105
Col. Ex Hacienda Coapa
Delegación Coyoacán, CP 04920, México, D.F.
ISBN 970 632 253-1
Impreso en México
Printed in Mexico
Primera edición: 2004
P R E S E N T A C I Ó N
G E N E R AL
El Colegio de Bachilleres en respuesta a la inquietud de los estudiantes de contar con
materiales impresos que faciliten y promuevan el aprendizaje de los diversos campos del
saber, ofrece a través del Sistema de Enseñanza Abierta y a Distancia este compendio
fascicular, resultado de la participación activa, responsable y comprometida del personal
académico, que a partir del análisis conceptual, didáctico y editorial aportaron sus
valiosas sugerencias para su enriquecimiento y aunarse a la propuesta educativa de la
Institución.
Este compendio fascicular es producto de un primer esfuerzo académico del Colegio por
ofrecer a todos sus estudiantes un material de calidad que apoye su proceso de
enseñanza-aprendizaje, conformado por fascículos.
Por lo tanto se invita a la comunidad educativa del Sistema de Enseñanza Abierta y a
DIstancia a compartir este esfuerzo y utilizar el presente material para mejorar su
desempeño académico.
DIRECCIÓN GENERAL
PRESENTACIÓN DEL COMPENDIO FASCICULAR
Estudiante del Colegio de Bachilleres te presentamos este compendio fascicular que te
servirá de base en el estudio de las asignaturas de “Biología II” y funcionará como guía
es tu proceso de aprendizaje.
Este compendio fascicular tiene la característica particular de presentarte la información
de manera accesible, propiciando nuevos conocimientos, habilidades y actividades que
te permitirán el acceso a la actividad académica, laboral y social.
Cuenta con una presentación editorial integrada por fascículos, capítulos y temas que te
permitirán avanzar ágilmente en el estudio y te llevará de manera gradual a consolidar tu
aprendizaje en esta asignatura, y logres así, comprender la diversidad de los seres vivos
como producto de la interacción de su información genética con el ambiente, retomando
para ello el estudio de los patrones estructurales y funcionales que caracterizan a los
organismos pluricelulares de diferentes niveles de complejidad, así como los
mecanismos evolutivos que los originaron. Con ello podrás tener un panorama general
de las causas de la diversidad, así como de su importancia socioeconómica, ubicando a
los diferentes niveles de complejidad pluricelular, incluido el ser humano, como producto
de los mismos procesos de interacción organismo-ambiente lo que te dará las bases
para acceder a conocimientos biológicos más complejos.
COLEGIO DE BACHILLERES
BIOLOGÍA II
FASCÍCULO 1.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE
LOS ORGANISMOS PLURICELULARES
Y METABOLISMO DEL INDIVIDUO
Autores: Ma. Isabel Quiroga Venegas
Ricardo Francisco Peniche Vera
2
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
5
CAPÍTULO 1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE
LOS ORGANISMOS PLURICELULARES
9
PROPÓSITO
11
1.1 REINO FUNGI
13
1.1.1 CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS
GENERALES
1.1.2 RESPIRACIÓN Y NUTRICIÓN
1.1.3 REPRODUCCIÓN
1.1.4 CLASIFICACIÓN ACTUAL DEL REINO FUNGI
1.1.5 IMPORTANCIA BIOLÓGICA Y ECONÓMICOSOCIAL DE LOS HONGOS
1.2 REINO PLANTAE
1.2.1 CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS
GENERALES
1.2.2 TEJIDOS VEGETALES
1.2.3 CLASIFICACIÓN DEL REINO PLANTAE
1.3 REINO ANIMALIA
1.3.1 CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS
GENERALES
1.3.2 TEJIDOS ANIMALES
1.3.3 CLASIFICACIÓN DEL REINO ANIMALIA
3
14
16
17
18
33
36
36
38
44
56
56
59
65
RECAPITULACIÓN
ACTIVIDADES INTEGRALES
AUTOEVALUACIÓN
CAPÍTULO 2. METABOLISMO DEL INDIVIDUO
88
89
90
91
PROPÓSITO
93
2.1 NUTRICIÓN
96
2.1.1 NUTRICIÓN EN HONGOS
2.1.2 NUTRICIÓN Y TRANSPORTE EN PLANTAS
2.1.3 NUTRICIÓN EN ANIMALES
2.2 RESPIRACIÓN
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
INTERCAMBIO GASEOSO EN ANIMALES
MECÁNICA DE VENTILACIÓN PULMONAR
MECANISMO DE INTERCAMBIO GASEOSO
TRANSPORTE DE GASES
INTERCAMBIO DE GASES EN VEGETALES
2.3 EXCRECIÓN
97
98
102
115
115
120
121
121
122
130
2.3.1 ESTRUCTURAS EXCRETORAS EN
ANIMALES
2.3.2 EXCRECIÓN DE LAS PLANTAS
2.4 TRANSPORTE
2.4.1 TRANSPORTE EN LOS ANIMALES
RECAPITULACIÓN
ACTIVIDADES INTEGRALES
AUTOEVALUACIÓN
131
135
139
139
146
148
150
RECAPITULACIÓN GENERAL
151
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
153
AUTOEVALUACIÓN
156
ACTIVIDADES DE GENERALIZACIÓN
157
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
158
4
INTRODUCCIÓN
En el primer capítulo del presente fascículo estudiarás las características de los hongos,
plantas y animales, organismos todos estos pluricelulares, y que constituyen los grupos
de seres vivos que el hombre ha utilizado de diferentes maneras en su evolución cultural,
ya sea porque suministra alimento, fibras para protegerse o materiales para fabricar
herramientas o bien porque su comportamiento le proporciona información sobre los
cambios de las condiciones ambientales.
En Biología I estudiaste que la clasificación de los seres vivos marcó en su inicio una
división tajante entre plantas y animales, clasificación que fue siendo limitada a medida
que se descubrían o se conocían nuevas especies, lo cual se logró con la publicación de
las teorías evolucionistas que consideraban, además de los aspectos morfológicos y
anatómicos, aspectos bioquímicos, citológicos y fisiológicos, con el propósito de
establecer un sistema de clasificación natural de lo simple a lo complejo, lo que
estableció las relaciones de parentesco entre los organismos.
La presencia o ausencia de algunos niveles de organización o complejidad marcaron la
pauta para iniciar el ordenamiento en la clasificación de los seres vivos lo cual, permitió,
además de un conocimiento práctico, obtener información para responder a las grandes
interrogantes que han surgido sobre el conocimiento de los seres vivos relacionados con
su origen y evolución, para así comprender la gran diversidad de organismos que existen
en la Tierra.
Ejemplos de dicha diversidad del mundo vivo se pueden apreciar en un zoológico, en un
invernadero o en un jardín público, lugares en que se encuentran sólo algunas de las
miles de especies existentes en la Naturaleza; pero, te has preguntado alguna vez ¿por
qué esos organismos son tan distintos entre sí?, ¿por qué exhiben tantas semejanzas
algunos? o ¿por qué son importantes esos organismos para la Naturaleza?
Estas preguntas, que se ha hecho el hombre desde la antigüedad, interesado en explicar
la diversidad del mundo vivo, en comprender cuáles eran las características que
presentaba y cuál su importancia en la Naturaleza, lo obligó a cultivar plantas,
domesticar animales y valerse de otros para saber cuándo se aproximaban las
condiciones ambientales favorables o desfavorables. ¿Cómo pudo el hombre lograr
esto? Si el análisis y la observación de las características morfológicas y de su ciclo de
desarrollo permitió al hombre criar vacas, cerdos, borregos o bien aprovechar los hongos
5
para saber si existían condiciones de humedad, ¿Cuáles son las características que el
hombre observó en esos organismos?, ¿estas características son las mismas que
emplean los biólogos para clasificar a las especies y poder así explicar sus semejanzas
morfológicas y sus relaciones filogenéticas?, ¿estas características proporcionan
información para conocer cuál es su importancia biológica, social y económica?
Es así, que el sistema de clasificación propuesto por Whittaker considera conveniente
agrupar en tres reinos a los organismos pluricelulares siendo éstos el Fungi, en donde
se incluye a los organismos conocidos como hongos; el Plantae, que agrupa a las
plantas terrestres y el Animalia, que comprende a organismos pluricelulares como los
animales.
La clasificación de los seres vivos es una tarea inacabable ya que al avanzar la
tecnología o nuevos descubrimientos en otras disciplinas y ramas de la Biología se
incorporan criterios y/o conocimientos que antes no se habían considerado como son por
ejemplo aquellos correspondientes a la biología molecular o genética que a la fecha está
revolucionando y cambiando la ubicación de algunos organismos.
Día a día, el hombre descubre nuevas especies que en su deseo de conocer sobre ellas
busca darles un nombre y explicar su importancia dentro del equilibrio natural y su forma
para aprovecharlas. ¿Cuáles son las principales características que se consideran en la
clasificación de plantas, animales y hongos? ¿Cuál es la importancia de los organismos
pluricelulares en la Naturaleza y en la vida social y económica del hombre? A estos y
otros cuestionamientos podrás ir dando respuesta conforme avances en el estudio de
este fascículo.
En el segundo capítulo se abordará el tema metabolismo del individuo en el cual
comprenderás cómo el intercambio de materia y energía entre el organismo y el medio
externo determinan las etapas de desarrollo durante su vida, así como el mantenimiento
de su organización. Si nos referimos a la nutrición, ¿sabes cómo lo hacen los hongos,
plantas o los animales?, ¿de qué manera llegan los nutrientes a todas las células de un
organismo pluricelular? Todos los seres vivos tomamos del medio externo los nutrientes
necesarios para nuestras funciones vitales, luego los transformamos químicamente para
utilizarlos como fuente de energía y como materiales para construir partes del cuerpo. Si
analizamos que los alimentos son fuente de energía y materia para el organismo y que
dicha energía es liberada de los alimentos por un proceso de oxidación de la célula
denominado respiración celular, podemos percatarnos de que el proceso respiratorio con
la participación del oxígeno tiene relación con el proceso nutritivo, ¿sabes cómo llega el
oxígeno a todas las células del organismo para que se concreten estas reacciones
metabólicas?
Como consecuencia de la nutrición así como de la respiración se forman materiales
químicos no útiles que deben ser eliminados o reabsorbidos de acuerdo con las
necesidades del individuo, esto se realiza de diferente manera que va desde la simple
difusión hasta la participación de estructuras excretoras con diferente grado de
complejidad, ¿recuerdas cuáles son esos materiales químicos y estructuras excretoras?
y ¿cómo funcionan?
6
La suma de las reacciones químicas y energéticas que ocurren dentro de un organismo
se denomina metabolismo, depende principalmente de las funciones de nutrición,
respiración y excreción, así como de un sistema de transporte que las relaciona. En los
organismos pluricelulares existen diversas estructuras con diferente grado de
complejidad que se describen y analizan en este capítulo y que participan en los
intercambios de materia y energía.
A través del aprendizaje del contenido de éste material podrás comprender cómo se
vinculan las actividades metabólicas con muchas de las acciones que realizas en tu vida
cotidiana, tales como comer, respirar y eliminar desechos ya que dichas actividades te
proporcionan la energía necesaria para tu buen desarrollo físico y mental; así mismo
tendrás elementos para comprender las relaciones de alimentación entre los organismos
y cómo fluye la materia y la energía en la Naturaleza.
7
8
CAPÍTULO 1
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS ORGANISMOS
PLURICELULARES
1.1 REINO FUNGI
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
1.1.5
Características Taxonómicas Generales
Respiración y Nutrición
Reproducción
Clasificación Actual del Reino Fungi
Importancia Biológica y Económico - Social de los Hongos
1.2 REINO PLANTAE
1.2.1 Características Taxonómicas Generales
1.2.2 Tejidos Vegetales
1.2.3 Clasificación del Reino Plantae
1.3 REINO ANIMALIA
1.3.1 Características Taxonómicas Generales
1.3.2 Tejidos Animales
1.3.3 Clasificación del Reino Animalia
9
10
PROPÓSITO
El contenido de este capítulo te propone objetivos a lograr a través del planteamiento de
las siguientes preguntas:
¿Qué vas a aprender?

Conocer las características distintivas que se toman en cuenta para la clasificación
de los hongos, las plantas y los animales.

Conocer la diagnosis de cada grupo para así poder señalar las diferencias y las
semejanzas que entre ellos existen.

Establecer las relaciones filogenéticas y los distintos grados de complejidad que
presentan los organismos pluricelulares.
¿Cómo lo vas a lograr?

Identificando las características generales de los organismos de los reinos Fungi,
Plantae y Animalia.

Reconociendo los criterios utilizados para la clasificación de las divisiones
representativas de de cada uno de los reinos señalados.

Realizando las actividades que se proponen durante el desarrollo del capítulo.
¿Para qué te va a servir?

Comprender el aumento en la complejidad funcional y estructural de los
organismos pluricelulares.

Valorar su importancia económica, social y biológica.

Tener elementos para acceder a conocimientos biológicos más complejos que se
abordarán posteriormente.
11
12
CAPÍTULO 1
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LOS ORGANISMOS
PLURICELULARES
1.1 REINO FUNGI
Los hongos constituyen un variado grupo de organismos ampliamente distribuidos en la
Naturaleza, cuyo número se estima en 100,000 especies. El estudio de su estructura
celular, así como los análisis bioquímicos y la descripción de sus vías metabólicas y
ciclos de reproducción, revelaron una serie de características distintivas particulares que
llevó a proponer que en su clasificación se le considerara como un reino aparte, el
1
Fungi , grupos de seres vivos, que incluyen entre otros organismos a los mohos del pan,
las setas comestibles y venenosas y las levaduras; pero, ¿qué caracteriza a estos
organismos para que se clasifiquen como pertenecientes al Reino Fungi?
1
Florecimiento oxcrecencia de la tierra.
13
Figura 1. Especies de hongos.
1.1.1 CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS GENERALES
Los hongos son organismos pluricelulares, rara vez unicelulares, formados por células
eucariontes carentes de cilios, flagelos y clorofila, de forma filamentosa o levaduriforme,
siendo su característica, como organismos pluricelulares, el que su célula sea alargada
(hifa), rodeada ésta por una pared celular constituida principalmente por quitina, un
polisacárido complejo aminado presente también en el esqueleto externo de los insectos
y crustáceos, que le da rigidez. Por su parte, la forma levaduriforme, característica de los
hongos unicelulares, se distingue porque su pared celular contiene menor proporción de
quitina combinada con otros compuestos, como los glucanos (formados por glucosa
condensada como la celulosa, el almidón y el glucógeno) y las glucoproteínas, que
favorecen la forma esférica o redondeada.
La célula filamentosa, originada a partir de una espora, en su inicio presenta crecimiento
por un extremo, detrás del cual suele ramificarse llegando a formar una intrincada red de
hifas que reciben el nombre de Micelio.
14
Figura 2. Micelio.
Las hifas presentan paredes transversales que reciben el nombre de septos o septum,
los que pueden o no ser completos, observándose en ellos un poro (poro septal), que
favorece la circulación de citoplasma, organoides y estructuras celulares. Este poro o
septo, se cierra cuando porciones del micelio se separan para desempeñar funciones
específicas como la esporulación o bien cuando la célula envejece o sufre algún daño. El
núcleo presente en las hifas en la mayoría de las especies es haploide. Las hifas pueden
presentar hasta dos núcleos, condición que recibe el nombre de dicarionte, misma que
también presentan algunas especies de hifas al momento de reproducirse.
Figura 3. Hifas.
15
En los hongos que no presentan hifas septadas, los núcleos se distribuyen a lo largo del
filamento, lo cual les da una apariencia multinucleada o cenocítica.
Se ha señalado que la intrincada red de hifas o micelio no representa un verdadero
tejido; el micelio que penetra en el sustrato e interviene en los mecanismos de nutrición y
crecimiento del hongo, es el micelio vegetativo, mientras que la sección que participa en
los procesos de reproducción corporal general y carece de raíz, tallo y hojas, como
estructuras diferenciadas es el talo.
La forma de la célula levaduriforme nunca produce micelios; sin embargo, algunas
especies de hongos, de acuerdo con las condiciones ambientales pueden presentar
tanto la forma levaduriforme como la filamentosa, caso en que se denomina dimórficas.
El micelio extendido por el sustrato constituye una colonia y se puede apreciar como una
malla floja de hifas, en el caso de los mohos, o bien de forma muy compacta como un
cuerpo fructífero como en los hongos superiores. Esta disposición del micelio, así como
sus estructuras reproductoras, el tipo de esporas, las ornamentaciones y la coloración
que presentan se emplean en las tareas de clasificación de las diversas especies de
hongos que hay en la Naturaleza.
Figura 4. a) Hongos filamentosos; b) Hongos levaduriformes; c) Cuerpo fructifero de hongo superior.
1.1.2 RESPIRACIÓN Y NUTRICIÓN
Los hongos son aerobios, con nutrición heterótrofa, saprofita o parásita, adquiriendo sus
nutrientes por mecanismos de absorción; no realizan fagocitosis debido a la rigidez de su
pared celular; las hifas invaden los materiales que serán su sustrato y producen enzimas
que degradan compuestos como la celulosa, la lignina, el almidón, entre otros, hasta
moléculas sencillas que se pueden absorber.
Esta actividad de los hongos es importante dentro de los procesos de degradación de la
materia muerta o biodegradación y del biodeterioro de materiales como pintura, yeso
aceites e incluso aluminio.
16
1.1.3 REPRODUCCIÓN
La reproducción en los hongos se realiza tanto en forma sexual como asexual; en
cualesquiera de los dos casos se forman esporas como producto final. Las esporas se
producen tanto en hifas llamadas esporangióforos como en los conidióforos.
Los esporangióforos son hifas especializadas multinucleadas del micelio que dan origen
a las esporangiósporas, en tanto los conidióforos son un tipo de hifas que forman
conidios que forman las conidiósporas.
Figura 5. a) Esporangióforo; b) Conidióforo.
En los hongos superiores, el cuerpo fructífero (seta) conserva las estructuras dispersoras
de las esporas (que se diferencian de las semillas por no presentar un embrión
preformado, siendo éstas de un tamaño menor de 25 (mM de diámetro, que se puede
transportar por el aire o flotar en el agua) que resisten las más extremas condiciones de
temperatura, humedad y pH, hecho significativo que explica por qué es difícil preservar
los materiales contra el ataque de los hongos y combatir los efectos que causan algunas
de sus especies por los complejos compuestos orgánicos que producen, como los
metabolitos secundarios, causantes de graves enfermedades e incluso la muerte.
17
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Complementa las siguientes oraciones.
Los hongos descritos por los primeros taxónomos como plantas sin clorofila, se
agrupan en la actualidad en el Reino ______________. En los hongos unicelulares la
forma de la célula es _______________ y recibe el nombre de _________________.
En los pluricelulares la forma de la célula es _____________________ y recibe el nombre
de ________________ que puede presentar ____________ o ____________ núcleos con un
número cromosómico ______________.
En ambas formas celulares, la membrana celular contiene un compuesto llamado
____________________ que le da rigidez.
La pared transversal que se observa en algunas células recibe el nombre de
, el que en ocasiones no es completo, puesto que presenta un
________________________________________
______________________ llamado _________________________.
1.1.4 CLASIFICACIÓN ACTUAL DEL REINO FUNGI
El reino Fungi consiste en cuatro phylums, Chytridiomycota, Zygomicota, Ascomycota y
Basidiomycota los cuales se distinguen de acuerdo a los métodos y estructuras que
utilizan para la reproducción sexual, y en menor grado, tomando en cuenta criterios
como la presencia de paredes transversales (septos) que separan sus compartimientos
similares a células. Esta filigencia basada en la morfología ha resultado ser compatible
con la basada en la secuenciación del DNA. Algunos hongos, denominados imperfectos
(Deuteromycota), no se les ha observado estructuras sexuales mediante las cuales se
les pueda identificar a cuál de los cuatro phylum pertenecen. Sin embargo, técnicas de
taxónoma molecular, como la secuenciación del DNA, nos permiten identificar muchos
hongos imperfectos como los zigomicetos, ascomicetos obasidiomicetos asexuales. Los
deuteromicetos no son considerados como un phylum, si no más bien como un “grupo de
pertenencia” para especies cuyo status todavía no está resuelto (Purves, W.K, et al
2003).
18
FUNGI
Phylum
Nombre
Común
Características
Ejemplo
(Géneros)
Chytridiomycota Quítridos
Acuáticos: gametos con flagelos. Allomyces
Zygomycota
Zigomicetos
Cigosporangio: no hay septos
regularmente dispuestos,
normalmente no hay un cuerpo
fructífero carnoso.
Rhizopus
Pliobolus
Ascomycota
Ascomicetos
Ascas: septos perforados.
Basidiomycota
Basidiomicetos
Basidios: septos perforados.
Neuroscopa
Saccharomyces
Penicillium
Aspergillus
Agaricus
Agaricus
Amanita
Ustilago
Lycoperdon
Lactiporus
Puccinia, setas
Phylum Chytridiomycota (Quítridos)
Los quítridos anteriormente habían sido clasificados como protistas, pero actualmente se
sabe que su pared celular esta constituida principalmente de quitina y porque la
evidencia molecular indica que tienen un origen común con los otros hongos.
La mayoría vive en hábitat de agua dulce o en el suelo húmedo, algunos son marinos.
Algunos otros son saprofitos o parásitos ya que se les pueden encontrar viviendo sobre
algas, larvas de insectos y nematodos.
Otros más, son unicelulares o micelios formados por cadenas ramificadas de células. Su
reproducción puede ser asexual como sexual pero no presentan un estadio dicarionte
(diploide) y pueden presentar alternancia de generaciones.
Los quítridos son los únicos hongos que tienen flagelos en cualquier estadio de su ciclo
de su vida.
19
Phylum Zygomycota (mohos del pan)
Los organismos pertenecientes a este grupo son en su mayoría terrestres, viven sobre
materia muerta vegetal o animal; sus células carecen de septos, por lo que se aprecian
multinucleadas; se reproducen asexualmente por medio de esporangiósporas
desarrolladas en esporangios de colores peculiares, que son las estructuras observadas,
por ejemplo, sobre la masa del pan; la reproducción sexual se lleva a cabo mediante la
conjugación de hifas positivas (+) e hifas negativas (-) para formar los gametangios, de
los que se deriva la zigospora, la cual constituye la estructura de resistencia y determina
el nombre de la división.
Figura 6. Formación de la zigospora.
Como ejemplo de hongos de este phylum tenemos al moho negro que se desarrolla
sobre el pan húmedo (Rrhizopu stolonifer) o el hongo (Piloborus) que crece sobre
estiércol cuyo esporangio es muy sensible a la luz y puede ser lanzado al aire hasta una
altura de dos metros.
Figura 7. a) Rhizopus; b) Pilobolus.
20
Phylum Ascomycota (hongos verdaderos)
Los ascomicetos agrupan a hongos con hifas septadas; se desarrollan favorablemente
sobre madera podrida, en el suelo con materia orgánica muerta, sobre estiércol, en
aguas dulces o marinas, entre otros sustratos; algunos de los hongos de este grupo
viven en asociación íntima con algas formando líquenes.
El nombre de este grupo se debe a que durante la reproducción sexual, en el extremo de
una hifa se desarrolla un saco (Asca), dentro de la cual se forman ocho ascosporas. En
algunas especies de esta división, las ascas están en el interior del cuerpo fructífero o
seta, y se distinguen en el ambiente por su singular forma de copa o de botella de
colores muy vistosos. Ahora bien, cuando su reproducción es asexual, se lleva a cabo
mediante la formación de conidios solitarios o en cadena en el extremo de un
conidióforo.(Figuras 8 y 9).
Figura 8. a) Conidio y conidióforo; b) Cuerpo fructífero en forma de copa;
c) Cuerpo fructífero en forma de botella; d) Ascosporas.
21
Figura 9. a) Conidióforo simple de humicola; b) Conidióforo ramificado de penicilium; c) Conidióforo formando
pendúculo de aspergillus.
Figura 10. a) Morchella; b) Levadura de jugo de uva; c) Cornezuelo del centeno; d) Oreja de asno.
22
Los líquenes que pertenecen a este phylum se reproducen por fragmentación del cuerpo
que contiene hifas y células fotosintéticas; también se pueden formar cuando un hongo,
generalmente un ascomiceto, atrapa a un alga o a una cianobacteria apropiada y la
penetra; si la alga no se destruye por esta actividad, se forma de nueva cuenta un liquen.
Figura 11. a, b y c líquenes.
Los ascomicetos unicelulares, las levaduras, se desarrollan favorablemente en medios
ricos en azúcares, como el néctar de flores o sobre la superficie de las frutas; su
reproducción asexual generalmente es por gemación, mientras que la reproducción
sexual ocurre cuando dos levaduras se fusionan para formar núcleos diploides en una
asca, la cual, mediante meiosis, origina cuatro ascosporas características.
Entre las especies representativas de ascomicetos están el “moho rojo del pan”
(Neurospora), la “colmenilla común” (Morchela), “oreja de asno” (Peziza onótica), las
levaduras del jugo de uva (Sacharomyces) y las especies parásitas como las que
producen el cornezuelo del centeno (Claviceps purpurea) (figura 10).
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Responde de forma breve las siguientes preguntas.
1. ¿Cuáles son las principales características de los ascomicetos?
2. ¿Cuántas clases de ascomicetos se establecerían en términos generales de acuerdo
con el número de células y a la forma de sus cuerpos fructíferos?
23
Phylum Basidiomycota (setas y chahuixtles)
Los basidiomicetos son hongos formados por hifas septadas que presentan un poro
doble o dolíporo, o bien otras estructuras a manera de grapas; su pared contiene quitina
y glucosa.
Figura 12. Hifa con poro doble y grapas.
Las setas comestibles, como el champiñón, son quizá el mejor ejemplo de organismos
pertenecientes a este phylum. Existen, sin embargo, grupos como al que pertenece el
huitlacoche, que no presentan cuerpo fructífero y el micelio unicelular se transforma en
una masa de esporas negras con paredes gruesas.
Figura 13. Champiñón.
24
El nombre de basidiomiceto se debe a que, como resultado de la reproducción sexual, se
forman basidios, sobre los cuales se desarrollan, por mitosis, las basidiosporas. El
cuerpo fructífero en los hongos más complejos de este phylum se distingue por su forma
de sombrilla la que se eleva del suelo por un pie o estípite; bajo esta se observan
laminillas o poros inferiores, que tienen como objetivo conservar los basidios, en los
cuales ocurre la formación de esporas haploides o basidiosporas.
Figura 14. Seis estadios sucesivos del desarrollo de un basidio: a) Extremo de hifa binucleada; b)
Cariogamia; c) Primera división meiótica (estadio binucleado); d) segunda división (estadio tetranucleado);
e) Basidiosporas jóvenes desarrollándose sobre los esterigmas y los núcleos preparándose a migrar a las
esporas; f) Basidios maduros con cuatro basidiosporas uninucleadas.
En la mayoría de los hongos superiores casi no se ha observado la reproducción sexual,
pero cuando ésta se presenta se forman conidios. Ejemplos de organismos de este
grupo son: los hongos repisa (Fistulina hepática), que crecen sobre los troncos de los
árboles en zonas boscosas templado-húmedas; especies comestibles como el
huitlacoche (Ustilago maydis), que ataca el maíz; el champiñón (Aqaricus campestris), y
los venenosos como el rojo con manchas blancas (Ananita muscaria).
Los Deuteromycetos (clasificación artificial u hongos imperfectos) agrupan a gran
cantidad de organismos a los cuales no se le ha observado mecanismo sexual de
reproducción, por lo cual están sujetos a reclasificación en la medida en que se obtenga
mayor información de su ciclo de vida. Sus hifas tienen septos simples, algunas especies
de este grupo presentan tanto fase levaduriforme como micelar. La reproducción asexual
se da mediante condio que se forman de diversas maneras: los conidióforos son simples
o ramificados, o bien, se encuentran agrupados formando un pendúculo. Agrupan
organismos parásitos tanto de plantas como de animales, aunque hay algunos
patógenos. En el hombre existen enfermedades causadas por hongos de este grupo.
Otros organismos que por falta de información se habían clasificado tradicionalmente
como hongos, se les ha visto que corresponden a protistas, cuyas características se
analizaron en Biología I, esto son los Myxomycetes, Oomycetes y Acrasiomycetes, que
corresponden a los llamados “hongos gelatinosos”.
25
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 1
OBSERVACIÓN DE HONGOS
Objetivo
Describirás algunas características morfológicas de los hongos a partir de la observación
directa y microscópica de especies, para explicar las semejanzas y diferencias que
puedan presentarse entre ellos y comprender su importancia en la naturaleza.
Problema
Bajo las condiciones de humedad y escasa luz en los frutos almacenados y en algunos
productos elaborados se desarrollan los hongos; éstos presentan diferencias
morfológicas que se utilizan para su clasificación. ¿Los hongos que se desarrollan sobre
frutos almacenados o en productos elaborados presentan las mismas características?
¿Qué similitudes pueden apreciarse en los diferentes tipos de hongos que se presentan
sobre los frutos y productos almacenados?
¿Presentan las mismas características los hongos que se desarrollan sobre la materia
orgánica muerta?
Las respuestas que puedas dar a estas interrogantes, constituyen una tentativa de
hipótesis de trabajo que podrás verificar al realizar lo siguiente:
Procedimiento previo a la actividad en el laboratorio
Una semana antes cultiva hongos como se indica a continuación:
En una caja forrada en su interior con plástico, coloca un pedazo pequeño de: pan,
tortilla, jitomate, naranja, papaya u otros alimentos en descomposición, agrega un poco
de agua sobre ellos para que tengan humedad, deja la caja a la intemperie durante un
día en un lugar sombreado, después táparla y colócala en un lugar fresco por cinco días.
Llévala posteriormente al laboratorio.
26
Material
Sustancias
1 Microscopio compuesto
1 Microscopio estereoscópico
2 Agujas de disección
1 Pinza de punta roma
5 Cajas de Petri
6 Portaobjetos
6 Cubreobjetos
*
1 Navaja
De las siguientes sustancias sólo se ocupa
una gota por preparación: Solución salina
al 1% en frasco gotero
Lugol en frasco gotero
Azul de metileno en frasco gotero
Material biológico
Hongos*
Huitlacoche*
Champiñón*
Procedimiento en el laboratorio
1. Abre la caja y separa los diferentes productos colocándolos en una caja de Petri.
2. Empleando el microscopio estereoscópico, observa cada uno de los productos y
describe la apariencia que tienen los mohos o pelusas que se observan sobre ellos,
así como las manchas que aprecies sobre los mismos.
3. En el cuadro que se presenta en la sección de resultados deberás indicar que olor
despiden los diferentes productos: si es azucarado, picante como vinagre, rancio,
fétido, etc. Estas observaciones son subjetivas. Igualmente deberás indicar el color
de los mohos, manchas o pelusas, si se ve como polvo o como gelatina.
4. Una vez descritos los productos observados con el microscopio estereoscópico,
realiza una serie de preparaciones temporales y observa con el microscopio
compuesto la estructura microscópica que presentan, añade una gota de colorante y
describe que estructura logras identificar. Elabora en una hoja en blanco, esquemas
representativos de tus observaciones y anéxala a este reporte. En caso de no
observar hifas, conidióforos o esporangióforos señala las características de forma y
color que presentan conidiósporas y esporangiósporas.
5. Respecto al champiñón y al huitlacoche, haz con un bisturí un corte lo más fino
posible tanto en la cabeza del hongo como de su talo o estípite, elabora una
preparación temporal, añade una gota de azul de metileno y describe a través de un
esquema las estructuras que observa. Elabora el esquema en una hoja en blanco y
anéxala al reporte.
6. Una vez concluidas las observaciones trata de agrupar a los hongos observados de
acuerdo a las características comunes.
*
Material que el estudiante deberá aportar el día de su actividad en el laboratorio.
27
Resultados
Apoyándote en el siguiente cuadro y en la guía para la identificación que se anexa al
final de esta actividad, concentra tus resultados para que los analices y elabores tu
conclusión:
Sustrato o
alimento
Olor que despide
Apariencia de las
colonias
Estructuras
observadas
Discusión
1. ¿En qué consisten las diferencias que presentan los hongos encontrados o
desarrollados en los distintos materiales?
2. ¿Qué origen tienen los olores que despiden los diferentes alimentos? Señala si éstos
nos pueden indicar cuál sustancia o compuesto degradan los hongos.
28
3. Tras realizar las observaciones con el microscopio compuesto, ¿qué estructuras
pudiste identificar en los organismos observados?
4. Con base en las características observadas en los diferentes organismos, ¿cómo
clasificarías a los organismos observados?
5. Apoyándote en los contenidos revisados en este fascículo, ¿a qué división
pertenecerían los hongos identificados?
Conclusión
Elabora tu conclusión de la actividad realizada tomando en cuenta: tipo de organismo
que observaste (moho, pelusa, gelatina, etc.), ¿presentan todos la misma forma celular y
las mismas estructuras subcelulares?, ¿tras utilizar el microscopio compuesto en todos
los alimentos encontraste los mismos organismos?, ¿los resultados anteriores
comprueban tu hipótesis propuesta?
29
ANEXO
Consulta la siguiente guía acerca de la morfología externa de hongos para que
identifiques el género al que pertenecen los hongos observados durante ésta actividad.
Colonias circulares de color verde
o verde azul en el centro y blanco
en las orillas a semejanza de
polvo o ceniza.
Figua 15. Penicillum sp.
Colonias blancas como pelusas
con extremos con puntos negros.
Figura 16. Rhizopus sp.
Células libres, o unidas formando
filamentos de forma generalmente
esféricas.
Figura 17. Saccharomyces sp.
30
Colonias de color negro como
vello.
Figura 18. Aspergillus sp.
Colonia de color
mancha o costra
blanda.
negro con
ligeramente
Figura 19. Nigrospora sp.
Colonia de color rojo anaranjado
como mancha pegajosa.
Figura 20. Neurospora sp.
31
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
1. En el siguiente cuadro, señala una de las principales características para cada una
de los phylum propuestos para los hongos pluricelulares.
Phylum
Reproducción
Hifas
Sexual
Asexual
Chytridiomycota
Zygomycota
Ascomycota
Basidiomycota
2. En las figuras 21, 22 y 23, identifica la división a la que pertenece cada hongo y las
partes que lo componen.
Figura 21.
Figura 22.
32
Figura 23.
3. Investiga y explica los tipos de nutrición que presentan las algas.
4. Explica también la función que desempeñan los hongos y las algas en la nutrición
del liquen.
1.1.5 IMPORTANCIA BIOLÓGICA Y ECONÓMICO-SOCIAL DE LOS HONGOS
Desde el punto de vista biológico, los hongos son importantes dentro de los mecanismos
de circulación de nutrientes en la naturaleza, dado que la formación de detritus y humus
se ve afectada considerablemente si los hongos escasean, ya que éstos son capaces de
degradar sustancias muy complejas como: madera, queratina, celulosa, entre otros.
Asimismo, los organismos simbiontes, aquellos que viven en asociación benéfica con
otros son necesarios para la movilización de nutrientes en algunos suelos. Se considera,
también, que cerca de un 80% de plantas vasculares establecen algún tipo de micorriza,
hecho detectado en especies fósiles con el objetivo de establecer los posibles
mecanismos de colonización de la tierra por los organismos fotosintéticos.
En estudios sobre genética, especies como la Neurospora, son un magnífico material de
investigación por su naturaleza haploide, pues su mecanismo de nutrición ha permitido
comprender algunas vías metabólicas en la síntesis de enzimas y de proteínas,
igualmente, el movimiento del citoplasma en las hifas a través de los poros presentes en
los septos ha contribuido a explicar los mecanismos de ciclosis y transporte de
nutrientes.
33
Los hongos, al producir gran cantidad de compuestos orgánicos, denominados
metabolitos secundarios se emplean en diversas industrias, como la farmacéutica, en
donde se obtienen de los hongos algunos antibióticos; en la industria vitivinícola para
2
fermentar vinos y mostos de granos; en la láctea para la manufactura de algunas clases
de queso. De la misma manera, existen numerosas especies comestibles de hongos
como el champiñón, el hongo negro, las trufas, entre otros.
La importancia de los hongos parásitos no es menor, debido a que algunos de ellos
suelen emplearse en el control biológico de plagas, pues al ser parásitos específicos no
dañan al delicado equilibrio de la Naturaleza. En el caso del parasitismo al hombre,
representan grave riesgo a la salud ya que son organismos resistentes a los antibióticos
más usuales. El “pie de atleta”, la “tiña”, las “candidiasis” entre otras enfermedades se
deben a los hongos.
Por otra parte, los parásitos patógenos son causantes de graves daños no sólo
biológicos, sino también económicos, dado que éstos destruyen totalmente cosechas
agrícolas.
Figura 24.
En otros casos, los productos quedan inutilizados al conservar las toxinas producidas por
los hongos, situación que afecta la salud e incluso puede provocar la muerte en el
hombre. El biodeterioro que causan los hongos sobre materias inertes como las telas, la
madera, el yeso, los jabones, entre otros, ha despertado gran interés entre los
investigadores para buscar alternativas de desintegración de materiales altamente
resistentes como los plásticos.
2
Zumo de las frutas jugosas. Líquidos con granos.
34
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
En el siguiente cuadro te presentamos las características generales del Reino Fungi,
recuerda que éstas te servirán para establecer las diferencias que existen con respecto
al Reino Plantae y Animalia.
REINO FUNGI
Tipo celular
Levaduriforme filamentosa (hifa)
Envolturas celulares
Quitina
Pigmentos fotosintéticos
Ausentes
Modo de nutrición
Parásita
Holozoica
Saprofita
Sustancias de reserva
No tiene
Movilidad
Ausente
Nivel de complejidad
Talo
Tipo de reproducción
Sexual
Asexual
35
Esporas
1.2 REINO PLANTAE
El reino plantae comprende a los seres vivos que se identifican como plantas, en su
mayoría terrestres, cuya organización pluricelular comprende células eucariontes, con
pared celular compuesta de celulosa, que tienen capacidad para almacenar almidón
como sustancia de reserva. Estas células carecen de organoides de locomoción, como
cilios o flagelos, presentan plástidos y pigmentos fotosintéticos verdes (clorofilas a y b)
amarillos, anaranjados y rojos (carotenos y xantofilas); son sésiles, es decir, viven fijos al
sustrato y las respuestas que presentan a los estímulos del medio son muy simples.
En su mayoría, los organismos del Reino Plantae, aproximadamente 300,000 especies,
presentan reproducción sexual oogámica, en la cual las células reproductoras, gametas,
se forman en órganos sexuales morfológicamente distintos, pues los órganos masculinos
(anterozoides o polen) son pequeños y móviles, mientras que el femenino (osfera u
óvulo) es más grande e inmóvil. Dentro de su ciclo de vida, las plantas observan,
además, la alternancia de fases citológicas, es decir, a partir de un cigoto diploide se
desarrolla una estructura especial, el esporofito, donde por meiosis se forman esporas
haploides, que al germinar dan origen al gametofito, estructura con la mitad de
cromosomas, en donde se forman los órganos sexuales (anteridios y arquegonios).
Algunas especies de plantas se reproducen asexualmente por mecanismos vegetativos
de gemación o fragmentación.
En las plantas más sencillas, como los musgos y los helechos, la alternancia de fases se
manifiesta en apariencia en dos estructuras distintas, mientras que las plantas
superiores, las que forman flores, el gametofito es muy reducido y poco notable, pero
aún ellas, dentro de su ciclo de vida, existe un estado en donde hay formación de
gametas, células con la mitad del número de cromosomas que al fusionarse restablecen
la condición diploide.
1.2.1 CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS GENERALES
En la antigüedad, los investigadores clasificaron a los vegetales de acuerdo con la
similitud-diferencia de caracteres morfológicos externos (presencia o ausencia de flores,
consistencia del tallo, disposición de las hojas en el mismo, disposición de las
nervaduras, tipo de semilla, etc.), lo que hizo necesario analizar con más detalle las
características internas de los vegetales, su fisiología, sus ciclos de vida y mecanismos
de reproducción, además de considerar la producción de ciertas sustancias químicas
(terpenos, alcaloides, taninos, etc.) y el número de cromosomas que presentan, ya que
se descubrió que éstos podían cambiar desde la haploidía hasta la poliploidia, lo cual
permitió establecer las posibles relaciones filogenéticas entre las diferentes especies del
Reino Plantae.
En el posible origen monofilogenético de las plantas modernas, se señala que dentro de
la diversidad pluricelular los organismos pueden alcanzar diversos niveles de
complejidad estructural, siendo estos: talo, órganos y sistemas de órganos. Se explicó
que los vegetales presentan la organización de talo, cuando las células que los
conforman tienen poca diferenciación, siendo muy semejantes entre sí, tanto funcional
como estructuralmente; tejido, cuando las células se asocian, se diferencian y
desempeñan una función específica o bien cuando éstos se integran y constituyen
órganos que por tradición se identifican en un vegetal como raíz, tallo, hoja, flor y fruto.
36
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
1. Señala las funciones que realizan los siguientes órganos, los cuales se encuentran
en la mayoría de los vegetales.
Raíz
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Tallo
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Hoja
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Flor
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
Fruto
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
2. Escribe en el siguiente cuadro las características taxonómicas que diferencian a los
vegetales de otros organismos.
Características
Plantas verdes
Pared celular
(compuesto almacenado)
Condición del núcleo
(haploide o diploide)
Tipo de organización
(nivel de complejidad de los organismos)
Nutrición
37
1.2.2 TEJIDOS VEGETALES
Como se observa, las plantas poseen una organización más compleja que los hongos y
las algas, debido a que las plantas poseen órganos bien diferenciados constituidos por
tejidos, los cuales se toman en cuenta de manera especial, ya que su disposición y
arreglo en el cuerpo del vegetal se considera con valor taxonómico o de clasificación.
En las plantas se identifican diferentes tipos de tejidos al observar al microscopio un
corte de tallo, raíz o de una hoja, apreciándose células de diferente forma, la cual está
relacionada con su función y da el nombre a los tejidos vegetales. Así, se identifican
cuatro tipos de tejidos:
Tejido vascular. Este tejido es una de las características más relevantes en las plantas
terrestres, pues el cuerpo tridimensional requiere de una estructura que le proporcione
transporte de sustancias nutritivas; primero desde el suelo al interior de la planta,
después hasta el lugar aéreo donde se realiza la fotosíntesis. El sistema vascular que
presentan las plantas se encuentra constituido por dos tejidos: el xilema, que transporta
agua y minerales disueltos de la raíz a la parte aérea, y el floema que transporta el
alimento fabricado en las partes verdes del vegetal a otras regiones del mismo, incluida
la raíz.
Figura 25. a) Xilema; b) Floema.
38
Las células características del xilema son las traqueidas, el desarrollo de las cuales
implica el alargamiento y la pérdida paulatina del núcleo y citoplasma y el depósito de
lignina en ciertas regiones de la pared celular (este fenómeno se conoce como
lignificación), lo cual produce el engrosamiento de la misma y finalmente la muerte de la
célula, hecho que favorece que el agua con sales minerales pueda fluir contra la
gravedad. Los elementos de los vasos son otro tipo de célula del xilema, que tienen
terminales abiertas que conducen el agua. Los elemento de los vasos están unidos,
terminal con terminal, para formar tubos continuos que se conocen como vasos. En las
angiospermas, el tejido que conduce el agua consiste de traqueidas.
Figura 26. Proceso de diferenciación de las traqueidas.
El floema es un tejido formado por células que tienen paredes laterales delgadas y
transversales. Las laterales, que entran en contacto con las células vecinas, presentan
perforaciones a manera de tamiz o criba, células cribosas o vasos cribosos, a lo largo de
los cuales se identifican conexiones con las células vecinas o células acompañantes, lo
que favorece que el flujo de las sustancias ya elaboradas sea lento y se pueda distribuir
horizontalmente por el cuerpo del vegetal.
39
Figura 27. Floema.
Por último, siendo su función la de conducir sustancias por el interior del cuerpo del
vegetal, el tejido vascular lo podemos distinguir en las tres estructuras vegetativas: raíz,
tallo y hoja.
Tejido epidérmico. Este tejido cumple con la función de proteger el cuerpo del vegetal y
se compone de células cuyas membranas externas presentan una cutícula que impide la
pérdida de agua, cutícula formada por una sustancia cerosa (la cutina). En algunos
órganos como la raíz, las células epidérmicas forman “pelos”, estructuras que se
observan como prolongaciones de la pared externa de las células, con funciones de
absorción de agua y sales minerales. También en regiones del tallo hay “pelos”, que
desempeñan funciones de tipo glandular o de protección para reducir las perdidas de
agua por evaporación, lo cual se observa en la parte externa de algunas plantas del
desierto como los “viejitos” o las “orejas del burro”, así como en las ortigas.
40
Figura 28. Pelos.
En las hojas, el tejido epidérmico de la región inferior presenta numerosos poros
microscópicos (estomas) rodeados por células de forma arriñonada, que al regular su
cierre o abertura permiten el intercambio de gases y agua entre el interior de la hoja y el
ambiente exterior casi seco.
Tejidos primarios. Estos tejidos constituyen la masa principal de las partes suaves del
vegetal; está formado en su mayor parte por células de paredes delgadas, con vacuolas
grandes, reteniendo el contenido viviente por un tiempo considerable.
Cuando las células contienen clorofila el tejido se llama parenquima clorofílico o de
nutrición; en otras zonas las células presentan leucoplastos, por lo que el tejido es de
reserva o almacenamiento de sustancias orgánicas. Hay también células que presentan
un ligero alargamiento y se engruesan sólo en su vértice (tejido de colenquima), cuya
función principal es de sostén.
Otro tejido de sostén lo constituye el esclerenquima, en el que se distinguen dos tipos de
células: unas esféricas (células pétreas) y otras alargadas (fibras). Característico de
estas células es que en el primer caso, éstas se lignifican pero no se alargan, por lo que
adquieren forma esférica, mientras que las fibras son células elásticas, que conforme
alcanzan su talla máxima se lignifican y llegan a perder su citoplasma. Estas células se
identifican en que ambas tienen pequeños canales a través de las paredes engrosadas
que comunican con las células vecinas, situación que favorece el flujo de materiales.
41
Las células pétreas son comunes en las cubiertas de las semillas y en la pulpa de
algunos frutos como la pera, lo que le da una textura arenosa. Las fibras por su parte,
son células que se localizan en los órganos rígidos de los vegetales. Entre los vegetales
más utilizados para la extracción de fibras para uso industrial se pueden citar al cáñamo,
el lino, el henequén, entre otros.
Figura 29. Esclerenquimia: a) pétreas; b) fibras.
Tejidos meristemáticos. En las plantas pluricelulares, el crecimiento longitudinal y en
circunferencia es posible debido a la presencia de un tejido formado por células no
especializadas con capacidad de continuar multiplicándose por mitosis, los meristemos,
que literalmente significa “me divido”. A dichos meristemos se les designa primarios
cuando determinan el crecimiento longitudinal y secundario cuando son responsables del
crecimiento en grosor de la planta.
42
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Recuerdas ¿cómo se denominan los tejidos presentes en los distintos órganos de las
plantas, y sus principales características? Completa el siguiente cuadro.
Tejido vegetal
Vascular
Subclasificación
Función
Xilema
Floema
Epidérmico
Nutrición
Reserva
Primario
Colenquimia
Esclerenquimia
- Pétreos
- Fibras
Meristemos
Primarios
Secundarios
43
Tipo de célula diferenciada
(forma, nombre)
1.2.3 CLASIFICACIÓN DEL REINO PLANTAE
La identificación de los tejidos descritos en el cuerpo de los vegetales y de los órganos
que se reconocen en ellos tradicionalmente, llevó a las primeras clasificaciones del
Reino Plantae. Así, los organismos que presentaban una organización corporal simple
fueron clasificados como talofitas, mientras que aquellos que tenían un sistema vascular
en sus órganos se consideraron como cormofitos, traqueofitos y spermatofitos.
En los talofitos se incluía gran variedad de organismos desde unicelulares hasta
pluricelulares, razón por la cual, el termino se dejó de emplear. En la actualidad, los
vegetales más sencillos que no poseen una diferenciación de tejidos ni de órganos se
incluyen en la División Briofita. El término traqueofito se conserva para señalar a los
vegetales superiores o vasculares y comprende para algunos taxónomos y botánicos dos
divisiones.
En la clasificación propuesta por Whittaker y considerada por Margulis, los vegetales son
agrupados en dos phyla; sin embargo, la mayoría de los taxónomos y en especial los
botánicos, continúan empleando los términos propuestos por Linneo.
Con base en lo anterior, en este fascículo se tomará como referencia la terminología de
división para explicar las características distintivas de los grupos de vegetales que se
indican en el siguiente cuadro.
División
Briophyta
Pterophyta
Coniferophyta
Antophyta
Nombre común
Musgos
Helechos
Coníferas
Angiospermas
Para el caso de las Angiospermas además se consideran las clases:


Clase monocotiledónea
Clase dicotiledónea
División Briophyta
Los vegetales briofitas se consideraron dentro de las talófitas, porque su organización
corporal no presenta órganos diferenciados; las estructuras aparentes de raíces, tallos y
hojas no tienen diferenciación interna de tejidos (xilema y floema) y adquieren una
estructura laminar en donde se identifican unas prolongaciones verdes a manera de
hojas llamadas filoides. Estas plantas comprenden a una serie de organismos
pluricelulares que habitan sitios húmedos y sombreados, que aunque son capaces de
resistir periodos de desecación, requieren de agua para poder reproducirse.
44
Las briofitas agrupan principalmente tres clases de plantas, siendo la más común los
musgos, en tanto las hepáticas y antecerotales, son organismos poco perceptibles y su
localización bastante difícil, a diferencia de los musgos que se encuentran ampliamente
distribuidos en la Naturaleza y que resisten las más variadas condiciones ambientales
encontrándose en el piso de bosques, sobre madera de árboles o sobre las rocas de los
desiertos, donde forman un mullido tapete de vegetación verde con apariencia
aterciopelada. En este sentido, los musgos son vegetales representativos de las briofitas.
Dentro de las briofitas, los musgos son los organismos más complejos, dado que en
éstos la organización corporal del gametofito (fase haploide) se observa como un eje
multicelular más o menos erecto, en donde las “hojas” se acomodan en espiral en torno
al eje; los filodios se encuentran formados por una capa de células con capacidad de
realizar la fotosíntesis por contener clorofilas a y b, además de almacenar almidón como
sustancia de reserva. La fijación del eje al sustrato se realiza mediante los rizoides,
estructuras que desempeñan actividades de fijación, ya que la absorción del agua y las
sales minerales se realiza mediante mecanismos de difusión a partir de la célula vecina o
directamente del aire.
Figura 30.
45
En este mencionado eje multicelular se desarrollan los anteriodos y los arquegonios en
estructuras formadas por un conjunto de células estériles conocidas como gametangios;
los anteridios se observan en forma de masa, lugar en que se originan los anterozoides.
A su vez, los arquegonios presentan forma de botella y en su interior se desarrolla la
oosfera que, fecundada, dará origen al esporofito (fase diploide), el cual se aprecia como
un filamento en cuyo extremo se localiza una cápsula, sitio en que se formarán las
esporas, las cuales tienen una forma característica para cada especie de musgo.
Figura 31. Ciclo biológico de un musgo.
La reproducción de los musgos también puede ser asexual, por fragmentación del
cuerpo vegetativo, que son pequeñas estructuras de diseminación (propágulos).
46
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
En el siguiente cuadro dibuja un musgo y señala sus principales estructuras.
Importancia de las briofitas
Los musgos tienen un papel importante en la Naturaleza, dado que su función es de
proteger el suelo ante los procesos de erosión. El mantillo verde que se aprecia sobre el
suelo (musgo) en zonas forestales favorece los procesos de filtración del agua, a la vez
que modifica los valores de acidez del suelo que influyen en los procesos de nutrición
vegetal.
En zonas templadas y frías, los musgos siempre han desempeñado un papel importante
en la formación del suelo. El musgo de los pantanos, que pertenece al género
Sphagnum es un ejemplo característico que se da ampliamente en lugares húmedos o
planicies inundables de montañas e inclusive cerca de lagos y estanques, a los cuales
transforman lentamente en pantanos, y bajo determinadas condiciones ambientales, en
turberas. Este proceso que llega a durar cientos de años, dio lugar en el pasado a la
formación del carbón vegetal, material que es empleado en algunos países como
combustible. La turba también se utiliza como mejorador de suelos debido a su
capacidad para absorber agua, además de que su pH ácido favorece los mecanismos de
nutrición vegetal.
Las briofitas hepáticas y antocerotales, son importantes en los estudios sobre
diversificación vegetal.
47
División Pteridophyta
Esta división corresponde a la señalada por Margullis como Phylum Filocofitos y
comprende a un grupo de vegetales que carecen de flores, los cuales presentan en su
organización corporal una diferenciación sencilla de órganos. Los pteridofitos más
conocidos son los helechos, que al igual que los musgos crecen en sitios húmedos y
sombreados, principalmente en ambientes tropicales, aunque en zonas templadas, como
los bosques, se encuentran en sitios con luz difusa; también existen especies acuáticas y
xerófitas que se desarrollan en lugares secos como las hendiduras de las rocas. Las
xerófitas aprovechan las breves temporadas de lluvia para realizar su reproducción
sexual, ya que las células masculinas requieren de agua para su desplazamiento.
En los pteridofitos, el esporofito presenta en su organización corporal diferenciación de
raíces, tallos, hojas (con altura hasta de 60 centímetros en organismos como el
Pteridium y Pteris, helechos comunes). En zonas tropicales se han descubierto especies
gigantes de helechos que llegan a medir hasta dos metros, como el helecho arbóreo del
género Alsophila. Por otra parte, los tallos, subterráneos en la mayoría de las
ptedirofitas, constituyen el rizoma, estructura que almacena gran cantidad de almidón, el
cual es delgado y frágil y en el que se observa diferenciación entre las células del xilema
y del floema. El rizoma, además de favorecer la fijación contribuye activamente en los
procesos de absorción del agua y sales minerales, así como en su transporte por la
planta.
Las hojas o frondas crecen enrolladas en los helechos, en los que a medida que
avanzan en su desarrollo se despliegan.
Figura 32.
48
Éstas se encuentran constituidas por un eje principal a los lados del cual se presentan
las pinnas, pequeñas estructuras que aparentan hojas. En algunas especies, la
superficie inferior de las hojas (esporofilas) tiene esporangios, estructuras que crecen en
grupos llamados soros, siendo éstos los que dan origen a las esporas (en determinadas
especies, los esporangios crecen sobre pedúnculos independientes).
La forma y ornamentaciones que presentan las esporas, así como algunas
características de los ciclos de vida, se toman como criterios para clasificar a las casi
17000 especies vivas que se conocen de los helechos en la actualidad.
En la fase haploide, el gametofito se observa como pequeñas estructuras verdes en
forma de corazón (prótalo), que en su parte interior desarrollan los gametogonios,
antéridos y arquegonios que formarán las gametas, anterozoides flagelados y los óvulos
respectivamente. En los helechos, el gametofito es un organismo independiente en lo
que se refiere a la nutrición, pues presenta pigmentos fotosintéticos.
Figura 33. Ciclo biológico del helecho.
Importancia de los pteridofitos
El estudio de los helechos es importante porque brinda la posibilidad de comprender
algunos de los mecanismos de la diversificación vegetal, en especial en lo que se refiere
a las complejidades que presentan el sistema vascular, el gametofito y el aparato
fotosintético. Algunas especies de helechos se proponen como antecesores de las
plantas con semilla.
Desde el punto de vista económico, los helechos se cultivan en grandes invernaderos
para comercializarlos como plantas de ornato debido a lo vistoso de sus frondas.
49
División Coniferophyta
Esta división incluye a gran cantidad de especies de árboles forestales conocidas
comúnmente como coníferas, las cuales pertenecen a uno de los grandes grupos de
plantas con semilla, las gimnospermas. Los organismos de las coníferas son monoicos,
es decir, en la misma planta se encuentran las flores masculinas y femeninas. Su
nombre se debe a que sus semillas, protegidas sólo por las brácteas que se aprecian
como pequeñas láminas o escamas que crecen alrededor de un eje en disposición
espiral, se desarrollan en estructuras secas conocidas como conos.
Figura 34. a) tallo leñoso y hojas aciculares; b) y c) conos.
Aspecto importante en las plantas con semillas es el hecho de que no dependen del
agua para transportar o acercar el polen de las flores masculinas a las femeninas. Este
proceso de polinización, se realiza por el aire, es decir, es anemófila. El polen y los
óvulos son producidos por gametófitos que en este caso se encuentran muy reducidos y
dependen del esporofiro, identificado por todos como el árbol. Las esporas que dan
origen al gametofito son distintas, lo que determina la condición heterosporada: las
microsporas darán origen al gametofito masculino, en tanto que las megasporas al
gametofito femenino. Ejemplos de organismos de coníferas son: pino de navidad (Abies
religiosa), pinabete (Tsuga canadiensis), pino común (Pinus Sylvestris), falso ciprés
(Chamaecyparis lawsoniana) entre otros.
50
En las coníferas, el esporofito, presenta un tallo leñoso (tronco) resultado de la
agregación anual de células de tejido parenquimatoso –que al crecer mueren sus
espacios celulares y se llenan de tanimos, sustancias que endurecen los tejidos-, así
como resinas que dan el color característico a la madera además de proporcionarle
resistencia contra el ataque de insectos. Este tronco crece recto y sus ramas se
extienden lateralmente dándole a la copa la forma característica. En tanto, las hojas, en
forma de escamas o aciculares (como aguja), pueden llegar a medir hasta 10 cm de
longitud o más.
El sistema vascular de las coníferas está formado por traqueidas y vasos cribosos, al
lado de los cuales se encuentran células parenquimatosas fotosintéticas, que suelen
concentrar, también, sustancias resinosas que tienen efecto cicatrizante si la hoja es
lesionada. La epidermis es dura pero porosa, característica que permite a las coníferas
soportar largos periodos de poca humedad (típico en las zonas templadas), así como el
peso de la nieve en zonas frías.
Por otra parte, la semilla que se origina de la fecundación (el embrión del esporofito)
está provista de una membrana que facilita la dispersión por el aire, presenta varios
cotiledones (hojas embrionarias que aparecen cuando la semilla germina) y la testa. Otra
estructura de la semilla que se origina del esporofito, es leñosa y contiene igualmente
sustancias resinosas que le confieren protección del ataque de los insectos. Esta semilla,
a diferencia de las esporas de las criptógamas y hongos, representan una ventaja
evolutiva, pues aseguran la supervivencia del esporofito en el medio terrestre.
Importancia de las coníferas
Los pinos son del grupo de las gimnospermas, los organismos más estudiados y
aprovechados por el hombre. Los bosques, grandes asociaciones de pináceas,
representan en algunos países una fuente importante de ingresos, ya que los productos
forestales (madera, resinas, brea, trementina, celulosa, etc.), son industrializados para la
construcción de muebles, artesanías o en la elaboración de papel, carbón, algunas
bebidas y solventes como el alcohol de madera. Existen, además, otras especies de las
que se comercializan sus frutos, como el pino piñonero. Asimismo, los pinos como
comunidad son importantes ya que representan el hábitat de gran variedad de
organismos, aves, mamíferos e insectos, además de que el estudio de sus ciclos vitales
ha permitido explicar el auge que organismos de este tipo tuvieron en el periodo
Pérmico.
División Antophyta
Otro gran grupo de plantas que producen semillas protegidas en estructuras cerradas,
los frutos, son las angiospermas, división que ubica la mayoría de las plantas arbóreas,
arbustivas y las hierbas conocidas, que a su vez se dividen en plantas monocotiledóneas
y dicotiledóneas, subdivisiones que toman en cuenta diversas características como:
nervaduras de la hoja, disposición del sistema vascular en el tallo, tipo general de raíz,
tipo de semilla y fruto.
51
Monocotiledóneas
Entre las monocotiledóneas hay plantas conocidas como pastos, dentro de los cuales se
incluyen: el maíz (Zea mays), el trigo (Triticum vulgare), la avena (Avena sativa), la
cebada (Hordeum vulgare) bambú y gran variedad de palmas entre otras.
Estas plantas se caracterizan por presentar nervaduras de las hojas paralelas entre sí;
semillas con un solo cotiledón; recticilios o partes florales en múltiplos de tres y sistema
vascular distribuido irregularmente son cambium vascular, (figura 35) izquierda a, b, c, y
d.
Dicotiledóneas
Como ejemplos de estas plantas está el tamarindo (tamarindus índica) garbanzo
(cicierarietinum), cacao (theobroma cacao), encimas, dlamos, etc.
Este grupo de plantas presentan hojas con nervaduras reticuladas; semillas con dos
cotiledones; verticilios o partes florales en múltiplos de cuatro o cinco y sistema vascular
dispuesto en un cilindro tubular con canbium vascular, (fig. 35 derecha a, b, c y d).
Figura 35.
52
La subdivisión en familias de las angiospermas se basa principalmente en la estructura
de la flor, que es un órgano constituido por un conjunto de hojas modificadas y
especializadas en el cumplimiento de la función de reproducción, en la cual se forman
las estructuras masculinas (las anteras) y las femeninas (los pistilos), donde se
desarrollan el polen y los óvulos, respectivamente.
Figura 36. Flor.
Figura 37. ovario con óvulos.
Las flores, además, presentan estructuras accesorias, como los pétalos de colores
llamativos, lo que favorece la atracción de los polinizadores, que protegen a las partes
reproductoras y las brácteas, que suelen rodear las estructuras reproductoras o las flores
y presentan igualmente colores llamativos. Ejemplo de lo anterior lo encontramos en la
margarita, la bugambilia y en la nochebuena.
Importancia de las angiospermas
La importancia social y económica de las angiospermas se debe a que constituyen los
productores primarios del alimento para el hombre y el resto de los seres vivos, ya sea
porque se consume todo el vegetal o sólo algunas de sus partes como tallos, hojas,
raíces, flores, frutos, o semillas. Igualmente, las angiospermas proporcionan materia
prima para la elaboración de productos como el azúcar, o bebidas. De angiospermas se
obtienen algunas de las principales fibras naturales como el algodón, el cáñamo, el
henequén, el lino y resinas como el látex.
En la industria farmacéutica y en la medicina natural, el empleo de las angiospermas, ya
sea para extraer sustancias base como la cocaína (Erythoxylon coca), la mariguana
(Cannabis indica), o para utilizarlas como recurso para conservar la salud, ha sido
relevante desde tiempos remotos. Asimismo, la esencia de algunas especies se utiliza
como aditivo culinario o bien para la elaboración de perfumes. Las flores de ornato son
también un recurso económico en muchos países por las divisas que proporcionan.
53
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Analiza los esquemas de los vegetales que se presentan a continuación y describe si
éstos son mono o dicotiledóneos. Argumenta tu respuesta en las líneas
correspondientes.
Figura 38
Figura 39
54
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
En el siguiente cuadro se concentran las características generales del Reino Plantae,
compáralas con las de los hongos para que reconozcas las diferencias.
REINO PLANTAE
Eucarionte diploide
(con pared celular)
Tipo celular
Envolturas celulares
Celulosa
Pigmentos fotosintéticos
Carotenos
Clorofila a y b
Xantofila
Modo de nutrición
Autótrofa
Sustancias de reserva
Almidón
Movilidad
Ausente
Nivel de complejidad
Talo
Tejidos
Órganos
Tipo de reproducción
Alternancia de generaciones
oogámica
Asexual (algunas especies)
55
1.3 REINO ANIMALIA
Este reino agrupa a los animales pluricelulares cuyas células eucariontes no tienen
pared celular, carecen de plastidos y almacenan carbohidratos en forma de glucógeno;
algunas células presentan cilios o flagelos u otras especializaciones; los órganos
presentes se integran en: aparatos y sistemas de aparatos generalmente internos con un
crecimiento diferencial y limitado. Su nutrición es heterótrofa ya sea por absorción, como
los parásitos, o por ingestión, como los organismos de nutrición holozoica, la obtención
inicial de los alimentos en los organismos del Reino Animalia es posible por la presencia
de diversos órganos que conforman el aparato digestivo. Asimismo, en los animales
pluricelulares la respiración es aerobia, en la que el intercambio de gases se realiza con
la participación de estructuras especializadas que a su vez constituyen el aparato
respiratorio y todas tienen capacidad de locomoción; la irritabilidad es más compleja que
en los vegetales.
En el Reino Animalia el desarrollo embrionario se da a partir del cigoto, durante el cual
se presentan patrones de segmentación característicos que dan origen a diversas capas
celulares: ectodermo (capa externa), mesodermo (capa media) y endodermo (capa
interna), mismas que se toman en cuenta en la clasificación de este reino. Durante la
segmentación se puede originar una cavidad que alojará a los órganos (celoma), aunque
en algunos animales ésta no está bien diferenciada (pseudoceloma).
1.3.1 CARACTERÍSTICAS TAXONÓMICAS GENERALES
En la tarea de clasificación de los animales, los zoólogos buscan tomar en cuenta el
mayor número de características que permitan establecer en lo posible las relaciones de
descendencia-ascendencia, razón por la cual se considera más antiguos a los animales
que presentan escasa diferenciación y como más modernos a los que presentan mayor
especialización de funciones cuya complejidad corporal presenta órganos y sistemas de
órganos formados por diversos tejidos.
Los criterios que se toman en cuenta para clasificar el Reino Animalia son:
Tipo de simetría
En general los organismos de este reino se incluyen dentro de dos tipos de simetría que
corresponden a los planos de igualdad, o partes con diseños geométricos equivalentes,
siendo estos: bilateral, en la que se observan dos planos aparentemente iguales en toda
su longitud y la radial, en donde los organismos a partir de un eje central se pueden
dividir imaginariamente en radios o rayos.
56
Figura 40. Tipos de simetríal.
Tipos de segmentación
Es una característica que se refiere al tipo de partes que se pueden reconocer en el
cuerpo del animal. En el caso de vertebrados, por ejemplo, está representada por la
columna vertebral que forma el eje del cuerpo. La segmentación se puede dar a nivel
superficial o bien afectar a los órganos internos.
a)
b)
Figura 41. a) Nemátodo: no segmentada; b) Anélido: segmentado
57
Presencia o ausencia de cavidad corporal o celoma
Se señaló en la diagnosis que el celoma es una cavidad localizada entre la pared del
cuerpo y el tubo digestivo, encontrándose en ella otros aparatos y sistemas de órganos
como el reproductor, el excretor y el respiratorio. A los organismos como los gusanos
planos que no tienen celoma se les conoce como acelomados, a los gusanos cilíndricos
cuya cavidad corporal esta cubierta por derivados del mesodermo y del endodermo se
les llama seudocelomados, y a los gusanos anélidos cuya cavidad corporal esta cubierta
completamente por derivados del mesodermo se les llama celomados (figura 42).
Figura 42. Cortes de organismos.
Número de capas germinales
Durante su formación y desarrollo embriológico, la mayoría de los animales presentan la
formación de dos o tres capas germinales que darán origen a los diferentes tejidos y
órganos. Así, los animales que presentan sólo dos capas, ectodermo y endodermo, son
los diblásticos o diploblásticos, mientras aquellos en los que se forma la tercera, el
mesodermo, reciben el nombre de triblásticos o tripoblásticos.
Curso y grado de desarrollo de ciertos órganos y sistemas
Al aumentar el número de capas germinales, la especialización celular y la división del
trabajo también aumentan, lo que se traduce en una mayor complejidad de ciertos
órganos, como los que constituyen el aparato digestivo, en el cual se aprecia la
evolución desde una cavidad sin órganos especializados, hasta un aparato digestivo
completo, con boca y ano, pasando por grupos que presentan aparato digestivo con
boca, pero sin ano.
58
1.3.2 TEJIDOS ANIMALES
Como se observa, los criterios empleados en la clasificación animal difieren ligeramente
de los usados para clasificar a los vegetales, sin embargo, también los tejidos
constituyen un nivel de organización determinante en el aumento de la complejidad
orgánica.
¿Cuáles son los principales tejidos que se identifican en los animales?
En el Reino Animalia, los diferentes tejidos que se identifican en los organismos se
forman a partir de las capas embrionarias, éstos son: epitelial, conectivo, muscular y
nervioso.
Tejido epitelial
En términos generales, el tejido epitelial está formado por células poco diferenciadas,
con funciones de protección, lubricación, absorción, secreción y excreción. Esta variedad
de funciones es posible porque las células presentan distinta morfología y se encuentran
además arregladas en un número determinado de capas. Los epitelios, nombre que
reciben estas capas celulares, generalmente están en contacto con el tejido conectivo
por un lado, mientras que por el otro se encuentran libres, lo cual permite comprender
por qué los epitelios recubren conductos o cavidades. La clasificación de los epitelios
toma en cuenta el número y forma de las células, si éstas presentan o no estructuras
especializadas como los cilios. Por otra parte, en los animales hay epitelios simples
formados por células de apariencia escamosa o plana, epitelios cúbicos, columnares o
estratificados, estos últimos con mayor diversidad célular.
Figura 43. Tejido epitelial: a) Escamoso; b) Cúbico; c) Columnar d) y e) Estratificado.
59
Tejidos conectivos
Este tipo de tejidos se encuentran formados por células poco diferenciadas, las cuales
están en una matriz, entendida ésta como una sustancia que sostiene a las células o que
las define, pudiendo ser sólida, semisólida o líquida. A su vez, los tejidos conectivos
presentan diversas variedades, como son:
Tejido conjuntivo
Este tejido está formado por células dispersas que se encuentran en una matriz
gelatinosa con presencia de diversos tipos de fibra elástica o de colágeno, en haces
blanquecinos paralelos. Ejemplo de este tipo de tejido se observa en los tendones (unen
a los músculos con los huesos en los animales vertebrados) y en los ligamentos(unen a
los huesos entre sí).
Tejido sanguíneo
Formado por células libres incluidas en una matriz líquida (el plasma), el tejido
sanguíneo es rico en sales minerales y sustancias nutritivas en suspensión, cuya función
primordial es proteger al organismo, pues destruye agentes extraños y transporta los
elementos nutritivos y el oxígeno a todas partes del cuerpo.
En el tejido sanguíneo el conjunto tisular se observa rojo en los animales vertebrados a
causa de la hemoglobina, aunque también puede ser amarillo o verde como en insectos,
o azulado como en los crustáceos. Las células que presenta este tejido son:
a) Eritrocitos o glóbulos rojos. Son de forma lenticular bicóncava, porque maduras
carecen de núcleo, aunque son circulares en mamíferos; en peces suelen ser
elípticos y nucleados, y su tamaño varía en el hombre, en el que suelen medir entre
cinco y seis micras.
b) Leucocitos o glóbulos blancos. De mayor tamaño que los eritrocitos, de entre 9 y 12
micras, con núcleo, son menos numerosos que los eritrocítos, y presentan
movimientos amiboides.
c) Plaquetas. Son los corpúsculos más pequeños de la sangre, de entre tres a cinco
micras, más abundantes que los leucocitos, pero menos que los eritrocitos, al igual
que ellos carecen de núcleo, pero no presentan hemoglobina.
Tejido adiposo
Las células que constituyen este tejido son esféricas; la grasa se acumula en su interior
desplazando al protoplasma y al núcleo hacia la periferia junto con la membrana celular;
la matriz en la que se encuentran incluidas las células presenta pequeñas fibras de
colágeno. La función principal de este tejido es de protección mecánica en algunos
órganos del cuerpo; forma una barrera protectora contra la perdida de calor en los
animales homotermos y contribuye al almacenamiento de sustancias alimenticias de
reserva (figura 44).
60
El tejido adiposo de los huesos largos, conocido como tuétano, y la médula roja de los
huesos cortos, se distinguen por presentar células grandes llamadas mieloplastos, las
cuales dan origen a leucocitos de la médula ósea.
Figura 44. Tejido conectivo adiposo.
Tejido cartilaginoso
Las células características de este tejido son las llamadas condriocitos, de forma
redondeada o semilunar revestidos de una gruesa membrana celular, que se presentan
en grupos de dos o tres, incluidos en la sustancia fundamental, la cual es sólida y
transparente (condrinas). Se observan también fibras, mismas que se toman en cuenta
para la identificación del cartílago, el cual tiene como función general servir de soporte y
protección a diversas estructuras.
En los vertebrados, el esqueleto antes de osificarse es de naturaleza cartilaginosa,
aunque en algunos peces el esqueleto es cartilaginoso durante toda la vida del
organismo. Ciertas piezas cefálicas de algunos invertebrados, como los moluscos, son
cartilaginosas, también el pabellón auditivo y los discos de la faringe están formados por
este tejido. Igualmente, los cóndilos de los huesos en vertebrados están protegidos por
un capuchón de cartílago.
Figura 45. Tejidos cartilaginosos: a y b.
61
Tejido óseo
Dentro de los tejidos conectivos, el óseo es el de mayor consistencia por ser más
compacto. Las células de este tejido son los osteocitos, que tienen forma estrellada y
que se encuentran inmersos en las “lagunas” que forman la sustancia fundamental al
depositarse en capas concéntricas alrededor de un conducto longitudinal central que
encierra un vaso sanguíneo y una fibra nerviosa (conducto de Havers). La matriz de este
tejido está formada por una parte orgánica, la osteina, y una mineral formada por sales
de fósforo, carbonatos y fluoruro cálcico, existiendo además fibras de colágeno que le
confieren mayor resistencia.
Los osteocitos son células vivas que se comunican entre sí mediante los canalículos
(conductos calcóforos), recibiendo así todas las sustancias nutritivas necesarias para su
metabolismo. Este tipo de tejido es exclusivo de los organismos vertebrados.
Figura 46.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Describe en el siguiente cuadro las características correspondientes al tejido señalado.
Tejidos conectivos
Características de la Forma de las células
sustancia
fundamental.
Matriz
Conjuntivo
Sanguíneo
Adiposo
Cartilaginoso
Óseo
62
Función
Tejido muscular
Este tejido está formado por células diferenciadas y especializadas (los miocitos) unidas
directamente entre sí, que alcanza una longitud de varios milímetros; tiene la propiedad
de contraerse o de acortarse bajo la influencia de un estímulo nervioso. Su forma
característica es alargada, con protoplasma que presenta varias mitocondrias
(sarcoplasma), en el cual se observan las llamadas miofibrillas, que son filamentos
formados por dos proteínas, la actina y la miosina, que subdividen a las células en lisas o
estriadas. La función principal de este tejido es la contractilidad y la elasticidad. Por otra
parte, la membrana de estás células es el sarcolema.
Tejido muscular esquelético
Las fibras del musculo esquelético están unidas en paquetes conocidos como fascículos
que se encuentran rodeados por una capa resistente de tejido conectivo, (figura 47a).
Tejido muscular liso
Se caracteriza por estar constituido de fibras musculares que no se observan en su
superficie, ni rayas ni estrías. Estas fibras, anchas en su parte media y delgada en sus
extremos, forman los músculos de distintos órganos en los mamíferos, aunque en los
invertebrados como los moluscos sus cuerpos presentan casi exclusivamente músculos
lisos, (figura 47 b).
Tejido muscular estriado
Este tejido se observa como una trama de color rojizo que forma las masas comúnmente
llamadas músculos; son de contracción rápida y se componen de fibras estriadas con
numerosos núcleos en el mismo sentido que las fibras, las cuales están agrupadas
formando un haz secundario, conjunto del cual resulta un músculo protegido por una
membrana llamada perimisio externo de tejido conectivo.
Como se ha señalado, este músculo se encuentra principalmente en organismos
superiores, aunque en los artrópodos también se observa, mientras que en los “polipos”
se presentan unas células llamadas mioblastos, que cumplen con la función de
contractibilidad en un extremo protegen, mientras que por el otro se alargan en un
filamento contráctil semejante a una fibra muscular (figura 47c).
Figura 47. a) Músculo esquelético, b) músculo liso y c) músculo cardíaco.
63
Tejido nervioso
Este es de los tejidos animales más especializados y complejos por la función que
desempeñan, con células muy diferenciadas, en que se distinguen tres clases de
elementos estructurales: las neuronas, las células neurológicas y la fibra nerviosa. Las
neuronas, células estrelladas de gran tamaño, son generalmente nucleadas y con
prolongaciones citoplásmicas cuyo número varía, por lo cual se les clasifica en
monopolares, bipolares o multipolares. De estas prolongaciones se destaca una, que se
caracteriza por ser larga, fina y sin ramificaciones (el cilindro eje o axón), en tanto las
otras ramificaciones son más cortas, ásperas y ramificadas (dendritas). Tanto el cilindro
eje como las dendritas terminan en ramificaciones que entran en contacto con las células
o con otras prolongaciones que se articulan entre sí; el conjunto de neuronas forman la
sustancia gris de los centros nerviosos. Existen diversos tipos de neuronas como lo que
se muestran a continuación, (figura 48).
Figura 48. Tipos de neuronas: a y b) interneuronales, c) motoras y d) sensitivas.
Las células neurológicas son pequeñas y estrelladas, con muchas prolongaciones poco
o nada ramificadas, con granulaciones o sin ellas, pero siempre sin cilindro eje.La fibra
nerviosa, que no es otra cosa que la continuación del cilindro eje, adquiere
características especiales al alejarse del cuerpo de la célula. Estas fibras están cubiertas
por una materia oleaginosa, la mielina, que aisla la corriente nerviosa, o bien, carece de
ella. Asimismo, los cordones formados por la asociación de fibras nerviosas son los
conocidos nervios. En los animales inferiores, los elementos nervioso están menos
diferenciados y son más sencillos que en los animales superiores, en tanto en los
celenterados o cnidarios se encuentran reducidos a células epiteliales (neuroepiteliales),
en grupos más avanzados como los artrópodos se presentan como ganglios nerviosos.
64
1.3.3 CLASIFICACIÓN DEL REINO ANIMALIA
Una vez estudiados los tejidos que se pueden encontrar en los organismos del Reino
Animalia será más fácil comprender la clasificación que se propone para este reino
(figura 49). En este capítulo se estudiarán los phyla más fáciles de identificar en un
bosque, una selva, una pradera, un riachuelo, el mar, etc., o aquellos que descubras
cuando al practicar una disección de animales como ranas, conejos, pollos, etc.
Los phyla que estudiarás en este capítulo son los que en el siguiente cuadro se
representan.
Phylum
Porífera
Cnidaria
Platyhelminthes
Nemátoda
Annelida
Mollusca
Arthropoda
Echinodermata
Chordata
Nombre común
Esponjas
Celenterados (medusas, corales, anémonas)
Gusanos planos (tenias, planarias, duelas)
Gusanos redondos (triquinas, ascaris)
Gusanos anillados (lombriz de tierra)
Moluscos (organismos de cuerpo blando)
Artrópodos (organismos con cuerpo articulado)
Erizos, estrellas y galletas de mar
Cordados (vertebrados y protocordados)
Figura 49. Filogenia del Reino Animalia (tomado de Fried, G. H. Biología, McGraw-Hill, México, 1990, p. 393).
65
Phylum Porífera (esponjas)
Los porífera, comúnmente llamados esponjas, son animales acuáticos sésiles,
principalmente marinos, con pocas especies de agua dulce. Su organización corporal se
aprecia como un saco (Espongoce) limitado por dos capas de células unidas entre sí por
una sustancia gelatinosa (Mesoglea o mesohilio), cuyo conjunto presenta una simetría
radial, aunque también existen especies asimétricas. La capa celular externa o epidermis
de las esponjas está formada por células planas con numerosos poros (lo que da
nombre al phylum), mientras que la capa interna está compuesta por coanocitos o
células de collar. Por otra parte, en el mesohilio hay células especializadas amiboides
libres, los amibocitos y otras fibras como elementos esqueléticos (espículas), formadas
por carbonato de calcio, sílice o espongina.
Figura 50. Esponja; estructura interna.
En este grupo, cuyos organismos presentan reproducción sexual o asexual, las células
reproductoras, óvulos y espermatozoides se forman a partir de los amibocitos o de los
coanocitos según la especie de que se trate. Asimismo, la nutrición en las esponjas es
heterótrofa por ingestión. Estos mecanismos específicos de reproducción, nutrición, e
intercambio de materiales de los organismos con el medio, se estudiará en fascículos
posteriores.
Importancia de las esponjas
Consideradas por algún tiempo como vegetales, las esponjas son importantes para la
Biología, dado que el estudio evolutivo de sus estructuras ha permitido explicar algunas
de las posibles vías de aumento en la complejidad funcional y estructural de las demás
especies animales. En el aspecto económico, algunos tipos de esponjas son explotados
comercialmente. Ejemplo de ello tenemos en el uso de los exoesqueletos de
determinadas especies que se emplean como esponjas para baño.
66
Phylum Cnidaria (medusas, corales, anémonas)
Estos organismos que también se conocen como celenterados son en su mayoría
acuáticos, marinos con pocas especies de agua dulce. Sésiles o de vida libre, con
simetría radial, se le conoce comúnmente como medusas, hidras y corales. A semejanza
de las esponjas, el cuerpo de los celenterados está constituido por dos capas celulares
que presentan una cavidad gastrovascular llamada celenterón, que se comunica al
exterior por un orificio o boca rodeada de tentáculos. La capa celular exterior constituye
la epidermis, mientras que la interna constituye la gastrodermis. En estas dos capas
celulares se distinguen elementos musculares y nerviosos, aunque no existen sistemas
de órganos especializados. Como células diferenciadas presentan, principalmente en los
tentáculos, a los cnidocistos de forma ligeramente ovoide, que tienen en su interior un
tubo o filamento espiral comprimido (nematocito) dentro de una cápsula con una
sustancia urticante, el cual es expelido cuando el animal es estimulado al participar en
las funciones de alimentación, defensa o fijación; las células reproductoras se forman en
estructuras localizadas en la pared formando las gónadas. Existe en estos organismos la
posibilidad de reproducción asexual. Características de los organismos de este Phylum
es la alternancia de formas corporales dentro de su ciclo de vida: la forma de polipo, que
representan los organismos sésiles como la hydra (hydra) y los corales, y la forma de
medusa, que se dan en los organismos que no viven fijos, (figura 51).
Figura 51. Hidrozoario colonial; a) polipo y b) medusa.
Importancia de los cnidaria
La acumulación progresiva de los exoesqueletos de corales, con el paso del tiempo,
forman arrecifes, atolones e islas, lugares que constituyen el habitat de comunidades
marinas altamente diversificadas. Asimismo, la sustancia urticante que producen los
celenterados tiene importancia médica debido a que ésta es dañina para aquellos que
entran en contacto con ella. En algunos países, los corales por sus vistosos colores y
resistencia, constituyen la materia prima para la joyería y trabajos artesanales.
67
Phylum Platyheminthes (gusanos planos)
Los platelmintos, clasificados por Aristóteles como gusanos planos, incluyen a
organismos que habitan en medios tan diferentes como el mar, las aguas dulces y sobre
tierra húmeda, siendo estos de vida libre o parásita. Su forma corporal como lo indica, es
plana, sin segmentación; presentan simetría bilateral; se reconoce una región ventral y
una dorsal; se identifican ya órganos específicos arreglados en sistemas, favorecido esto
por la formación de la capa media de células, el mesodermo; la cavidad corporal se
encuentra ocupada por tejido conjuntivo; pseudoceloma.
El aparato digestivo en especies de vida libre está desprovisto de ano, observándose
además el desarrollo de otros órganos encargados de las funciones de excreción y de
reproducción.
Figura 52.
En las especies parásitas, el aparato digestivo puede faltar o reducirse, no así el
reproductor, y los movimientos que presentan estos organismos se debe,
fundamentalmente, a la disposición de las fibras musculares bajo el epitelio; en especies
parásitas se desarrollan estructuras de fijación, ganchos o ventosas.
El intercambio gaseoso en los plantelmintos se realiza a través de la superficie del
tegumento, no existe aparato circulatorio y el excretor se observa como un conjunto de
canales que se ramifican en el mesodermo.
68
Este Phylum se divide en tres clases: a) Turbellaria. Agrupa a organismos de vida libre
como las planarias (Dugesia tigrina), que llegan a medir hasta 2.5 centímetros;
b) Trematoda y c) Cestoda, organismos de vida parásita, como las llamadas duelas de
hígado (Fasciola hepática) y la tenia o solitaria (Taenia solium), que llegan a medir hasta
dos metros.
Figura 53. Trematoda o duela.
Figura 54. Cestodo o tenia.
Importancia de los platelmintos
Los platelmintos parásitos, como la tenia o solitaria, o como la duela del hígado del
carnero, representan organismos de importancia médica debido a la debilidad que
provocan en los huéspedes al enquistarse en diversos órganos del aparato digestivo.
Las sustancias que segregan estos organismos pueden causar efectos patógenos o
desencadenar otros síntomas.
69
Phylum Nematoda (gusanos no segmentados)
Este Phylum considera a todos aquellos organismos que tienen apariencia de gusanos
redondos, en los cuales no existe segmentación, ni presentan apéndices locomotores,
vasos sanguíneos y cilios vibrátiles, cuya delgada pared corporal está recubierta por una
cutícula quitinoide secretada por las células subyacentes con apariencia cenocítica;
presentan, además, una serie de músculos longitudinales que les permiten
relizarmovimiento de flexión. La mayoría de los gusanos no segmentados son parásitos
en el interior de otros animales, aunque también pueden parasitar a los vegetales
superiores, requiriendo algunas especies hasta de dos huéspedes para completar su
ciclo de vida, mientras que las formas no parásitas viven en medios marinos, de agua
dulce, en tierra húmeda y sobre materia putrefacta.
Figura 55. Nematodo marino de vida libre.
Como la cavidad corporal de estos organismos no está totalmente definida, constituye el
pseudoceloma, lugar en que se encuentran libres los diversos órganos y sistemas de
órganos. Asimismo, el aparato digestivo presenta una diferenciación de órganos lo
mismo que el reproductor. Se aprecia en este Phylum el dimorfismo sexual, ya que los
sexos se diferencian por características morfológicas, fisiológicas y conductuales; el
macho es generalmente más pequeño que la hembra, además de presentar otras
estructuras. Esta cavidad está limitada por el mesodermo, en donde se extienden una
serie de túbulos que constituyen el aparato excretor, no presentando aparato circulatorio.
Importancia de los nematodos
Los nematodos, parásitos de plantas y animales, han sido objeto de profundos estudios
por el terrible daño que causan; por ejemplo, la lombriz intestinal (Ascaris lumbricoides),
las triquinas (Trichuris trichura) y los oxiuros (Enterobius vermicularis), comunes entre la
población humana, causan graves daños a la salud de los individuos e incluso ocasionan
la muerte. De la misma manera, en las plantas pueden provocar el deterioro de la
producción o pérdida total de las cosechas, como el caso del nemátodo dorado
(Heterodera rostochiensis). Pero no todo es malo en estos organismos, pues los
nemátodos de vida libre en el suelo favorecen la creación y la circulación de nutrientes
en la tierra, más si no se les controla se pueden convertir en plagas.
70
Phylum Anélida (gusanos anillados)
Los llamados gusanos anillados viven en ambientes húmedos y acuáticos (marinos y de
agua dulce); se caracterizan por presentar simetría bilateral; son alargados cilíndricos,
apariencia de anillos que se debe a que están formados por una serie de segmentos
(metámeras corporales); en su interior, cada anillo presenta las mismas estructuras; se
distingue ya la cavidad corporal, limitada por el mesodermo, constituyendo un verdadero
celoma en donde se acomodan los distintos aparatos que ya se encuentran bien
diferenciados (aparato digestivo, aparato circulatorio, aparato nervioso en posición
ventral en relación con el aparato digestivo y aparato reproductor).
Figura 56. Parte delantera de la lombriz de tierra.
Son hermafroditas, pero requieren de otro individuo para reproducirse; existe en ellos la
regeneración, lo cual actúa como un mecanismo de reproducción asexual.
El intercambio de gases en los gusanos anillados se realiza a través de la piel, como en
el caso de la lombriz de tierra, o por estructuras como las branquias y parápodos, en el
caso de los organismos acuáticos. En este phylum se incluyen tres especies:
Oligoquetas, Poliqueta e Hirudinea, a las cuales pertenece la lombriz de tierra
(Lumbricus terrestris), los gusanos marinos (Nephtys incisa) y las sanguijuelas
(Hirudinea medicinalis), respectivamente.
Importancia de los anélidos
La organización estructural de mayor complejidad presente en estos organismos que en
los grupos anteriores, ha permitido proponer algunas posibles vías sobre el origen y
evolución de los diversos sistemas de órganos. En el ambiente terrestre, la actividad
benéfica de las lombrices de tierra en la aereación y desintegración de materia orgánica
es bien conocida. En tanto en el caso de otros organismos, como las sanguijuelas, es
importante su estudio por el daño que causan a la ganadería, ya que al adherirse al
cuerpo del animal producen una sustancia anticoagulante, misma que se emplea en
medicina con tal propósito.
71
Phylum Molusca (organismos de cuerpo blanco)
Los moluscos, caracterizados por presentar un cuerpo blando, liso y húmedo, no
segmentado, de simetría bilateral, se localizan en medios terrestres húmedos y en
medios acuáticos (marinos y de agua dulce). Entre sus características distintivas se
reconoce la presencia de una concha de carbonato de calcio externa bien formada, o
una reminicencia de ésta que se desarrolla en el interior, aunque existen algunas
especies que carecen de ella. Se identifica, además, una estructura formada por un
pliegue de la pared corporal, el manto, que es el que secreta la concha; una rádula, la
cual se forma por la concentración de quitina en una franja que es empleada para raspar
y capturar el alimento, y un pie muscular ventral que se utiliza para su locomoción; la
cavidad corporal o celoma se encuentra alrededor del corazón y de las gónodas;
presentan aparatos digestivo, excretor, circulatorio y reproductor, bien desarrollados, la
mayoría son unisexuales, aunque existen hermafroditas que requieren fecundación
cruzada. Las particulares características que definen este phylum ha determinado su
subdivisión en siete clases, a las que pertenecen el caracol de jardín (Helix pomitia)
(figura 57), el caracol de mar gigante (Strombus gigas), los ostiones (Crassostrea
gigans), la madre perla (Meleagrina margaritifera), el pulpo (Octopus vulgaris), el calamar
(Loligo vulgaris), entre otros.
Figura 57. Caracol.
Importancia de los moluscos
Los organismos de este phylum se utilizan por el hombre de diversas formas: desde
fuente de alimento
como el calamar, el pulpo, los caracoles, etc., hasta la
industrialización de sus productos: conchas, nácar o de sus sustancias orgánicas como
la tinta del caracol púrpura (Púrpura panza). La obtención de perlas cultivadas es una
industria de mucho auge en Japón, dado que se aprovecha el metabolismo de la
madreperla.
Un aspecto nocivo de los moluscos es que pueden causar daño en invernaderos,
jardines y cosechas, así como convertirse en hospederos intermediarios de tremótodos y
nemátodos, que como ya se señaló, provocan serias enfermedades al hombre y a otros
animales. En el caso de los moluscos marinos, estos causan lesiones en quienes los
tocan por las sustancias tóxicas que producen algunas especies como el caracol cónico
(Conus textile).
72
Phylum Arthopoda (artrópodos)
Los artrópodos comprenden cerca del 78% de las especies animales hasta ahora
conocidas, significándose porque su cuerpo y sus apéndices se encuentran
segmentados. Asimismo, las regiones corporales que llegan a diferenciarse (cabeza,
tórax y abdomen) se encuentran formadas por la combinación de los segmentos; el
número de los apéndices, típicamente dos por segmento, se llega a reducir y presentan
modificaciones para desempeñar funciones particulares. Estos organismos, presentan
simetría bilateral; son celomados; en su cavidad se identifican los aparatos digestivo,
excretor con metanefridos o túbulos de Malpigio, el reproductor y respiratorio, el cual
puede estar formado por tráqueas o por sacos pulmonares en los terrestres y branquias
en los acuáticos.
El cuerpo de los artrópodos está revestido por una cubierta rígida llamada exoesqueleto,
formada por quitina, que en algunas especies se impregna de carbonato de calcio. En
las articulaciones este exoesqueleto es suave y flexible, lo cual favorece la inserción
muscular y la locomoción, además protege al organismo contra la perdida de agua y de
las lesiones mecánicas y químicas. Característica especial de este exoesqueleto es que
limita el crecimiento del molusco, por lo que es reemplazado durante el crecimiento del
organismo. Asimismo, algunas especies durante su ciclo de vida presentan una serie de
cambios más o menos profundos de la forma del estado larvario a la forma adulta
(metamorfosis). Respecto de la reproducción, los sexos en los artrópodos se encuentran
separados, existiendo diferencias morfológicas entre macho y hembra, dado que el
macho es de menor tamaño que la hembra. Los artrópodos se subdividen en dos
superclases de acuerdo con el autor de que se trate tomando en cuenta las regiones
distintivas del cuerpo y el tipo de apéndices presentes en ellos. Estas dos subdivisiones
son: mandibulata (figura 58 a, b, d y e) y quelicerata (figura 58).
Figura 58. a, b y e) insectos, c) quilópodos y d) crustáceos.
73
La subdivisión mandibulata a su vez se divide en las siguientes clases:
Clase crustácea
A este grupo pertenecen las langostas (Panulirus, figura 58d), los camarones de mar
(Penaeus) y los de río, (Grammarus lacustris), el cangrejo (Carcinus maenas), la jaiba
(Callynectessp), la cochinilla (Oniscus murarium) entre otros, organismos que se
caracterizan porque sus cuerpos presentan dos regiones definidas: la anterior rígida o
cefalotórax, formada por la fusión de 12 segmentos, en la que se aprecian la región
dorsal (parte superior del cuerpo), donde se observa un caparazón; la región ventral
(parte inferior del cuerpo), donde se articulan los apéndices, entre los que se encuentran
las antenas cuya función es sensorial y las mandíbulas, las maxilas y los quelípedos, que
tienen tenazas prensiles y cuatro pares de patas locomotoras de otra región; el
abdomen, está formado por seis segmentos móviles y articulados unos con otros en un
plano vertical, lo cual permite que el abdomen puede alargarse en línea recta como en el
camarón, o encorvarse hacia abajo del cefalotórax como en el cangrejo y la jaiba.
Asimismo, en la región ventral se localizan cinco apéndices que sirven para nadar,
además de tener función respiratoria y la cola o telson, que son planos.
Los apéndices abdominales no todos presentan la misma morfología, observándose que
en el camarón macho los dos primeros pares de apéndices están adaptados para verter
los espermatóforos en el cuerpo de la hembra, en la cual pueden faltar o ser
rudimentarios.
Clase insecta
Los insectos son los organismos con mayor diversificación dentro de los artrópodos,
dado que su tamaño varía desde el microscópico hasta el macroscópico y sus hábitos y
ciclos de vida, por su diversidad, constituyen un gran reto para clasificarlos.
Entre las características más representativas de los insectos que se han tomado en
cuenta para la descripción de la clase, aunque existan excepciones, está el que su
organización corporal presenta tres regiones: cabeza, en la cual se localizan los
principales órganos de los sentidos (ojos, antenas táctiles), así como los apéndices
bucales que están adaptados, según la especie, para prensar, lamer, chupar, succionar,
o masticar los alimentos; el tórax, que está formado por tres segmentos, articula en la
región ventral los tres pares de apéndices locomotores y dorsalmente, cuando existen
los órganos de vuelo, las alas, que están articuladas sobre los segmentos segundo y
tercero del tórax, y el abdomen, formado por 11 segmentos, en los que no existen
apéndices, aunque cuando los tienen éstas actúan como estructuras reproductoras.
Todos los insectos mandibulados respiran por tráqueas, sus músculos son estriados,
blandos y delicados, insertados en el exoesqueleto, el cual es rígido en la parte dorsal y
ventral, blando y flexible en la lateral. En este grupo están representados todos los
aparatos característicos de los animales. Ejemplos de insectos son: saltamontes,
mariposas, hormigas, etcétera (figura 58 a, b yc).
74
Subdivisión quelicerata
Los queliceratos, a diferencia de los mandibulados, presentan como característica
distintiva la presencia de un cefalotórax no segmentado, un abdomen y en ocaciones un
postabdomen. En la región del cefalotórax se encuentran seis pares de apéndices, uno
de ellos situado por delante de la boca, en forma de pinzas, con tenazas o ganchos
(quelíceros), tienen una glándula con veneno, que sale por un orificio situado en la punta
3
del artejo ganchudo; otro par de apéndices son los pedipalpos, en el que en algunas
especies, uno de los artejos del pedipalpo del macho funciona como órgano copulador.
Los últimos apéndices del cefalotórax son las verdaderas patas locomotoras en número
de cuatro pares. En el abdomen, las especies acuáticas actuales presentan patas
branquiales, en tanto en las terrestres no.
Figura 59. Araña de jardín.
Otras características de los quelicerados son que éstos presentan dimorfismo sexual y
que su respiración puede realizarse por tráqueas o por sacos pulmonares, también
llamados pulmones en libro por su forma de saco con muchas hojitas apretadas.
Ejemplo de estos organismos los tenemos en el alacrán o escorpión del caballo (Vejovis,
sp), la tarántula de Egipto (Galesdes, SP), los ácaros de la sarna (Margaropus
annaulalus); las garrapatas, las arañas de jardín (figura 59), etc.
3
Cada una de las partes articuladas están presentes en los apéndices de los artrópodos.
75
Importancia de los artrópodos
Los artrópodos representan uno de los grupos de animales con mayor capacidad
adaptativa. Han colonizado los más variados ambientes, desde los muy secos de los
desiertos hasta los acuáticos (marinos y de agua dulce), desarrollándose en zonas
pantanosas, templado-húmedas y tropicales.
Diversas especies de crustáceos constituyen el zooplacton, clave en las cadenas
alimenticias acuáticas, aunque algunas especies son utilizadas directamente por el
hombre para su consumo y comercialización, como el camarón, la langosta, el
langostino, el acocil, la jaiba entre otros. Asimismo, en la Naturaleza, especies diversas
como las hormigas, las termitas, los escarabajos participan activamente en los procesos
de descomposición de los desechos orgánicos, lo cual favorece la formación de detritus.
En tanto, en la agricultura los insectos son esenciales ya que algunos de ellos
contribuyen a la polinización, mientras que otros causan graves daños ya sea porque
parasitan a los vegetales o bien porque utilizan las hojas, tallos, flores y frutos como
principal alimento, tal es el caso del grillo langosta, cuya población puede alcanzar
cientos de miles de organismos en una temporada.
Otro aspecto importante de los artrópodos está en relación con la salud del hombre y de
los animales, puesto que gran variedad de insectos como el piojo, los moscos, las pulgas
y las garrapatas se convierten en transmisores de graves enfermedades (peste, malaria,
paludismo, fiebre amarilla, sarna y fiebre de Texas). De la misma manera, otros
arácnidos como los escorpiones, las arañas capulinas, los alacranes y las tarántulas, que
si bien no causan enfermedades, su veneno en los humanos causan alergias,
intoxicaciones y en ocasiones la muerte.
Entre los artrópodos existen igualmente especies que por ser grandes devoradoras de
otros insectos se emplean para combatirlos, ejemplo que se observa en el empleo del
escarabajo que devora al pulgón de los cítricos o el del gusano algodonero que es
devorado por una avispa. Al ser éste un control biológico se evita el empleo de
insecticidas que causan graves alteraciones ambientales.
Caso especial merecen las feromonas 7 que producen algunos insectos, pues estas
sustancias químicas son investigadas para explicar los posibles mecanismos de
comunicación entre los insectos, así como para encontrar repelentes naturales.
Los insectos, utilizados desde la antigüedad, son también objeto de minuciosos estudios
para el cultivo masivo, ya que representan una fuente alternativa de proteína animal o
para obtener productos como la miel, la cera, y la seda, que constituyen fuentes de
ingreso económico. Entre los organismos más estudiados con fines alimenticios están
los escamoles, larvas de hormiga, jumiles, grillos, gusanos de maguey entre otros.
76
Phylum Equinodermata
Los erizos, las estrellas y los pepinos de mar, son algunos equinodermos más
abundantes en las zonas marinas profundas. Estos organismos, todos marinos se
caracterizan por presentar un cuerpo ligeramente globoso, la mayoría de los cuales
presentan simetría radiada, no obstante que la larva observa una simetría bilateral que
cambia al sufrir metamorfosis. Son organismos celomados, cavidad en que se encuentra
el aparato digestivo; carecen de aparatos circulatorio, excretor y respiratorio; el
intercambio de gases se realiza mediante estructuras denominadas branquias dérmicas,
formadas por el revestimiento interno que se prolonga por las pequeñas aberturas de las
placas dérmicas o placa ambulacral; son unisexuales, con órganos reproductores
(gónadas) ubicadas en la base de cada segmento radial.
Externamente, el cuerpo de los equinodermos se aprecia cubierto de material calcáreo
en forma de placas sólidas articuladas entre sí como la estrella de mar, o soldadas por
suturas inmóviles como en los erizos, estructura que conforma lo que se llama un
dermoesqueleto, sobre el cual se aprecian espinas. Éste Phylum se divide en cinco
clases que comprenden a organismos como los llamados lirios de mar (Metacrinus
interruptus), la estrella de mar común (Astropecten), el erizo diadema (Diadema
antillarum), el pepino de mar (Holoturia tubulosa), entre otras especies afines.
Singular característica de los equinodermos es la presencia del sistema vascular
acuífero que divide al celoma, el cual se compone de un poro de entrada, un canal
anular que circunda la boca y del cual parten cinco canales radiales que pasan por
encima de los pies ambulacrales, estructuras que utiliza el organismo para su
locomoción, fijarse en las rocas, capturar el alimento y como auxiliar en la respiración.
Así, el agua que entra por el poro es dirigida hacia los canales radiales y de esta forma
presiona a los pies como un sistema hidráulico, lo que facilita la adherencia al sustrato
(figura 60).
Figura 60. Estrella de mar.
77
Importancia en los equinodermos
Para el hombre, las estrellas de mar constituyen uno de los más grandes problemas en
el cultivo de otros organismos, como los moluscos a la vez que son una gran amenaza
para la estabilidad de los arrecifes, a los cuales se fija devorando a los organismos
presentes, lo cual provoca la muerte del coral.
En los estudios embriológicos, los huevos de erizo constituyen un magnifico material
para el estudio de la segmentación y organización del desarrollo, ya que presentan
muchas semejanzas con el desarrollo del huevo de los cordados. Por otra parte, las
gónadas de erizo constituyen un alimento exótico en algunos países.
Phylum Cordata
Los organismos de este phylum se caracterizan por presentar el mayor grado de
complejidad estructural y funcional hasta ahora conocido, y comprende a todos los
animales vertebrados y otros grupos afines considerados como organismos
invertebrados en clasificaciones anteriores.
El nombre de cordados se debe a la presencia en los organismos de este phylum de un
tubo neural y una notocorda formada por un pliegue del endodermo, que se extiende a lo
largo de la línea media del cuerpo por encima del tubo digestivo y por debajo del sistema
nervioso, al que le sirve de sostén. En los vertebrados, este eje en el estado adulto está
remplazado por un eje esquelético segmentado de naturaleza ósea o cartilaginosa, el
cual se conoce como columna vertebral. Otra característica distintiva, es que la región
anterior del tubo digestivo, la faringe, participa también en el proceso de intercambio
gaseoso, aunque en los vertebrados de respiración acuática la faringe está perforada por
aberturas branquiales que establecen una comunicación con el exterior. Estas
características llevaron a subdividir a los vertebrados en dos grandes grupos: los
protocordados y los vertebrados.
Subphylum protocordados
Los protocordados incluye a organismos cuya notocorda puede ser permanente o
temporal; no forman vértebras ni cráneo; su cuerpo tiende a ser blando, de forma
variable, con una marcada tendencia a la metamerización; el tubo digestivo presenta una
región faríngea, notable por sus grandes dimensiones y sus paredes perforadas para dar
paso al agua que entra por la boca y baña los vasos, con lo que el oxígeno pasa a la
sangre; son generalmente unisexuales, aunque pueden ser hermafroditas, y, en todos,
los órganos genitales están reducidos a simples masas mesodérmicas, las cuales en
algunos tienden a la disposición segmentaria (figura 61).
78
Figura 61. Pez lanceta.
Subphylum vertebrados
Los vertebrados son organismos celomados, en los cuales la notocorda, permanente o
temporal, está rodeada de un pericardio que constituye el esqueleto axial que se
extiende a lo largo del cuerpo, y consta de cráneo, columna vertebral y caja torácica; el
plano horizontal que pasa por el notocordio separa la parte dorsal que contiene al
sistema nervioso de la parte ventral, que a su vez contiene al aparato digestivo y al
corazón; el cuerpo de los vertebrados presenta simetría bilateral y se puede dividir
externamente en tres regiones, aunque en algunos grupos esta diferenciación no es muy
marcada.
Cabeza. Formada por la reunión de partes muy diversas que provienen del sistema
nervioso y sistema sensorial (cerebro y órganos de los sentidos), de las
paredes de las cavidades nasales y bucales y de los arcos viscerales.
Tronco. Estructura que aloja a la mayor parte de los órganos vitales en el celoma.
Cola o región postnatal. Parte del vertebrado que no contiene ningún órgano esencial.
Otro rasgo importante de los vertebrados es la presencia de apéndices locomotores
pares en forma de aletas, alas o patas, así como órganos de los sentidos muy
desarrollados, lo cual aumenta la posibilidad de interacción del organismo con el medio.
Estas particularidades presentes en los diferentes vertebrados llevan a proponer su
división en: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos.
79
Peces
En los sistemas actuales de clasificación, los peces constituyen una superclase que se
puede dividir a su vez en peces sin mandíbula (Agnatha), peces cartilaginosos
(Chondrichthyes) y peces óseos (Osteichthyes).
Figura 62. a) Lamprea; a’) Mandíbula de lamprea marina; b) Pez cartilaginoso; c) Pez óseo.
En términos generales, los peces presentan cuerpo fusiforme cubierto por escamas
dérmicas; aparato braquial formado por arcos móviles, con o sin mandíbulas y esqueleto
óseo o cartilaginoso; corazón de dos cavidades; presencia de saco pulmonar o vejiga
natatoria que les permite cambios de nivel en el medio acuático; fecundación externa
aunque existan algunas especies que la presentan interna; son ovíparos como las
carpas u ovovivíparos como algunos tiburones. Como apéndices locomotores presentan
aletas; su respiración es por branquias que se aprecian lateralmente como arcos con una
serie de laminillas protegidas por un opérculo. Ejemplo de peces los tenemos en la
lamprea marina (Petromyson marynus); sin mandíbula, el tiburón narigudo (Cetorhinus
maximus); como cartilaginoso, a las carpas (Ciprynus carpio), y salmón (Salmón solar),
dentro de los óseos.
Anfibios
Los anfibios comprenden a los vertebrados terrestres más antiguos, cuyos cuerpos
carentes de escamas se aprecian viscosos y húmedos por la presencia de glándulas
epidérmicas, lo cual es indispensable debido a que en el estado adulto la respiración
aérea se completa por la piel; tienen fecundación externa, su desarrollo presenta
metamorfosis más o menos complicada según la especie de que se trate; del huevo
4
emerge en forma de “renacuajo”, con una organización semejante a la de un pez; de
forma alargada respira por branquias externas e internas; su corazón es de dos
cavidades; sin extremidades pares, su cuerpo tiene una sola “aleta” que rodea a la
extremidad caudal. En el estado adulto, el anfibio se distingue por la desaparición de las
branquias y la formación de los pulmones; su corazón adquiere tres cavidades quedando
dos aurículas y un ventrículo, y se desarrollan las extremidades con sólo cuatro dedos en
las extremidades anteriores.
4
En México existe la especie Ambyostoma mexicanum, llamada comúnmente axolote, en la que el estado larvario persiste
hasta el estado adulto del animal pudíendose aun así reproducir, fenómeno que se conoce como neotenia.
80
Ejemplos de anfibios los tenemos en los sapos y ranas que pertenecen al genero Anura
o Salienta, como el sapo americano (Bufo Terrestrius), cuya piel es verrugosa y gruesa,
y en la rana verde (Rana viridis); las salamandras del genero Caudata y la salamandra
de vientre rojo (Taricha Rivularis) y otras especies conocidas como cecilias con
apariencia de gusanos que habitan en regiones tropicales y subtropicales.
Figura 63. Anfibios.
Reptiles
Son organismos cuyo cuerpo está cubierto por escamas corneas. De origen epidérmico
o de placas dérmicas óseas, la piel de los reptiles es dura, seca y sin glándulas, en tanto
la disposición de las escamas es tomada en cuenta como criterio de clasificación porque
es representativa para cada género de reptiles. Son ovíparos, de fecundación interna, no
sufren metamorfosis, respiran por pulmones a lo largo de toda su vida y tienen corazón
de tres cavidades.
Por la posición de sus extremidades su locomoción es reptante, arrastrando el vientre al
momento de desplazarse, aunque en el caso de los que no tienen patas como víboras y
serpientes su desplazamiento puede ser ondulatorio, rectilíneo, levantando un poco el
cuerpo en posición dorsoventral y ondulándolo hacia delante, o bien con un movimiento
en forma de “S”; en algunas tortugas acuáticas las extremidades tienen forma de aleta.
Los reptiles aparecieron durante el Triásico alcanzando su máximo dominio durante el
Jurásico, en el cual se puede decir invadieron todos los ambientes. En la actualidad las
especies existentes se agrupan en diferentes categorías taxonómicas según el autor,
pero típicamente se reconocen: Squamata, que agrupa a los lagartos y serpientes como
el pitón (Pitón molurus) y boa (Constrictor sp); Rynchocephalia, que agrupa a lagartijas e
iguanas como (Iguana iguana) y lagartija de collar (Crotaphytus collaris); crocodilia, que
comprende a especies como el cocodrilo del Nilo (Crocodrylus niloticus) (figura 64), y
Chelonia que agrupa a tortuga marina comestible (Chelonia mudas) y la pintada
(Chrysemys picta).
81
Figura 64. Reptiles.
Aves
Las aves constituyen quizás el grupo más especializado dentro de los vertebrados, cuyo
cuerpo está cubierto por plumas, con extremidades anteriores adaptadas para el vuelo,
lo cual permite que estos organismos ocupen el espacio aéreo. Esta capacidad para
volar se favorece por la presencia de un sistema respiratorio frecuente y regular, así
como por la posibilidad de mantener constante la temperatura corporal que es necesaria
para los movimientos rápidos y repetidos del vuelo. Su fecundación es interna y
presentan corazón de cuatro cavidades y un sistema óseo ligero, excepto en las
extremidades posteriores que deben soportar el peso del animal cuando éste se posa
sobre el suelo.
La región toráxica en las aves se halla modificada principalmente en el esternón, dónde
se insertan los músculos; carece de dientes, del arco aórtico izquierdo, del ovario y del
oviducto derecho; los lóbulos olfatorios son pequeños, pero se desarrollan
considerablemente los centros ópticos. Por otra parte, aunque son pocas las aves que
no tienen capacidad de vuelo como los avestruces y las gallinas, aún éstas son ovíparas,
tienen su huevo cubierto por carbonato de calcio y el cuidado de la cría y el cortejo
sexual es más elaborado.
En la actualidad las aves se agrupan en gran variedad de órdenes, mismas que por
razones de espacio y fines de estudio no serán tratadas en el presente fascículo, tan
sólo señalaremos algunos ejemplos como se observa a continuación (figura 65).
82
Figura 65. Aves.
Mamíferos
Comprende animales cuyo cuerpo está cubierto por pelo que actúa como una barrera
aislante de la temperatura ambiental, lo que permite que se pueda mantener constante la
temperatura corporal, misma que es regulada por un mecanismo cerebral. De respiración
pulmonar, los mamíferos tienen corazón con cuatro cavidades; su fecundación y
desarrollo embrionario es interno; excepto los monotremas (ornitorrinco y erizo
hormiguero), que son ovíparos todos los demás son vivíparos (figura 66).
Figura 66. Ornitorrinco.
83
Los mamíferos deben su nombre a que las crías son alimentadas con leche por la
madre, entre otras características distintivas como que la mandíbula está formada por un
solo hueso y las piezas dentales se han especializado, determinando junto con las
modificaciones del aparato digestivo los hábitos alimenticios, por lo que existen
herbívoros, carnívoros, omnívoros y carroñeros. Se observan, además, órganos del
sentido y del oído conformados en una cadena de huesecillos; separación del corazón y
de pulmones del resto de la cavidad abdominal por un diafragma muscular; ausencia de
escamas; mayor complejidad del cerebro y mayor tamaño que los demás animales,
ejemplo que tenemos en la ballena y el elefante. Asimismo, los mamíferos, como grupo
más evolucionado se divide en: Prototheria, Metatheria y Eutheria.
Prototheria. Comprende a los mamíferos más primitivos que se caracterizan por ser
ovíparos; su cara se prolonga en un pico parecido al de los patos; tienen pelaje repelente
al agua y espeso, y las crías se alimentan de leche, ejemplo que tenemos en el
ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus); y el erizo hormiguero (Tachyglossus), éste de
Australia.
Metatheria. Comprende a organismos cuyas crías se caracterizan por nacer inmaduras y
terminar su desarrollo embrionario en una bolsa ventral o marsupio que cubre a las
glándulas mamarias adheridas a largos pezones. Además, el aparato genitourinario se
abre al exterior y el hueso coracoides de la cintura pectoral se solda al omóplato
constituyendo la apófisis coracoides. Este grupo de animales son conocidos como
marsupiales y están ampliamente representados en Australia, con pocas especies fuera
de la isla como la zarigüella (Didelphys virginiana). Otros marsupiales son el canguro
gigante (Macropus giganteus), el canguro rojo (Petrogale xanthopus) y el koala
(Phascolarcos cinereus).
Eurtheria. Comprende a mamíferos cuyo desarrollo embrionario completo se da en el
útero de la madre, favorecido por la placenta, razón por la que se llaman también
placentarios. Además de pelo, estos mamíferos poseen glándulas de grasa (que
contribuyen a mantener el pelo brillante), sudoríparas, odoríferas (en algunos grupos),
siendo las lagrimales y las sudoríparas más numerosas, que auxilian en el control de la
temperatura del cuerpo. Las extremidades adaptadas a diversos modos de locomoción
como el nado, la carrera y el salto; extremos distales de los dedos con modificaciones en
la cubierta córnea; dientes tecodontos, es decir, que están arraigados en los alveolos de
las mandíbulas entre otras características.
Los mamíferos primitivos que aparecieron durante el Mesozoico, aunque escasos en
número y tamaño, al extinguirse los dinosaurios durante el Cretácico, crecieron en
cantidad. Durante el Paleoceno y el Eoceno, hace aproximadamente 80 millones de
años, aparecieron, según los registros fósiles, mamíferos semejantes a los actuales. Por
otra parte, al igual que en las aves, los criterios para ubicar a los mamíferos dentro de un
orden de familia varía de acuerdo con el autor. Ejemplos de mamíferos son: musaraña
(elephantulus rufescens), topo común (Talpa europea), murciélago pescador (Noctilio
leporinus), ballena azul (Eschrichtius gibbosus), delfín mular (Tursiops truncatus),
elefante (Loxodonta africana), rinoceronte negro (Diceros bicornis), ardilla terrestre
(Tamias striatus), el hombre (Homo spiens sapiens), entre otros.
84
Importancia de los cordados
Desde el punto de vista socioeconómico, como se señaló al inicio de este fascículo, los
organismos vertebrados (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos) son utilizados
ampliamente por el hombre para satisfacer sus necesidades elementales tanto de
alimento como de protección, siendo ésta su principal importancia.
Los peces marinos y de aguas dulces, aprovechados desde tiempos remotos como
alimento por el hombre, dieron pauta para el desarrollo de la industria pesquera, ya sea
el comercializar directamente a las diferentes especies, o a través del uso de sus
subproductos que se emplean por lo regular en la industria farmacéutica y agropecuaria
como materia prima, como alimento para el ganado o como fertilizantes en los cultivos.
Por otra parte, en los medios acuáticos los peces constituyen el eslabón principal dentro
de las cadenas alimenticias.
Dentro de los peces, los anfibios se utilizan por lo general como sujetos de
investigaciones biológicas, tanto por su interesante metamorfosis como por su fisiología
muscular. Anfibios como los sapos y las ranas constituyen magníficos controladores de
las poblaciones de insectos, a la vez que son un eslabón en las cadenas alimenticias
5
animales. Asimismo, especies anfibias como la rana y el axolote en algunos países el
hombre los utiliza como recurso alimenticio, no así los sapos que provocan irritaciones
en piel, además de alteraciones digestivas si se consumen debido a sus secreciones
glandulares viscosas.
En relación con los reptiles, éstos basan su importancia en que, al igual que los peces
en el agua, su comportamiento en los medios pantanosos y húmedos en los que suelen
habitar algunos lagartos, cocodrilos, iguanas, y tortugas, es de reguladores de otras
poblaciones animales, así como del mismo hábitat, lo cual contribuye a mantener el
equilibrio ambiental. Otros reptiles como las serpientes y las tortugas, que en algunas
culturas representan personajes míticos, son objeto de minuciosos estudios debido a las
sustancias tóxicas que producen y a sus procesos metabólicos y comportamiento. Por
otra parte, la excesiva comercialización de pieles, carne, concha y grasas de algunos
reptiles por la industria farmacéutica, cosmetológica y peletera ha ocasionado una
disminución notable en el número de organismos poniéndolos casi al borde de la
extinción, por lo que se les protege contra la depredación humana.
Otro gran grupo de cordados son las aves, organismos bastante comercializados, que lo
mismo se utilizan en la agricultura como controladores de malezas pues las aves se
alimentan de semillas, como para disminuir plagas de insectos dado que éstas son un
verdadero peligro para los cultivos. Existen, también aves que dañan a los frutales y
otras que, al perforar el tronco de los árboles destruyen el Cambium, lo que favorece el
ataque por hongos, que restan calidad a las maderas comercializables.
Mención especial merecen los mamíferos, dado que la relación de éstos con el hombre
es tan antigua como él mismo, y su importancia rebasa el aspecto puramente
económico; por ejemplo, el grupo de los primates, por su relación filogenética con el
hombre, ha sido objeto de numerosas investigaciones para tratar de explicar el
comportamiento y funcionamiento humano.
5
El ajolote entre los mexicas, representó un alimento muy abundante y de fácil adquisición para la población.
85
En el plano económico, los ganados vacuno, lanar, caballar y porcino representan
grandes fuentes de dinero, puesto que de éstos se utilizan la carne, vísceras, piel,
grasas, huesos, pelo y subproductos como la leche, la crema, el queso, etc. Por otra
parte aunque algunas especies de mamíferos, desempeñan funciones de compañía para
el hombre (gatos, perros) o bien son empleados como medio de esparcimiento o en las
labores agrícolas, otros son verdaderas plagas como es el caso de roedores, que atacan
los cultivos y productos almacenados, y a su vez son portadores de insectos y parásitos
que los convierten en transmisores de graves enfermedades. En los laboratorios clínicos
algunos mamíferos son empleados como cobayos para la obtención de vacunas y otros
sueros necesarios para conservar la salud humana.
Dentro de los estudios evolutivos, los protocordados tienen importancia, puesto que del
análisis de su desarrollo, estructura y funcionamiento se ha obtenido información para
proponer algunas hipótesis sobre el origen de los vertebrados y su relación con algunos
vertebrados.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Completa el siguiente cuadro de acuerdo a lo que estudiaste en este capítulo.
Phylum
Tipo de
simetría
Cavidad
corporal
seudoceloma
segmentado
bilateral
Sistemas de
órganos
Arthropoda
Echinodermata
tejido
triblásticos
Annelida
Mollusca
Nivel de
Complejidad
radial
Platyhelmintes
Nematoda
Segmentaci
ón del
cuerpo
diblásticos
Porifera
Cnidaria
Capas
germinales
celoma
Chordata
86
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
En el siguiente cuadro se concentran las características generales del Reino Animalia,
compáralas con las de los hongos y plantas para que reconozcas las diferencias.
REINO ANIMALIA
Tipo célula
Eucarionte diploide
(sólo con membrana)
Envolturas celulares
No tiene
Pigmentos fotosintéticos
Ausentes
Modo de nutrición
Parásita
Holozoica
Saprófita
Sustancia de reserva
Glucógeno
Movilidad
Por cilios y flagelos o sistemas
Nivel de complejidad
Tejidos
Órganos
Sistemas de órganos
Tipo de reproducción
Sexual (gametas)
Asexual
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RECAPITULACIÓN
Con el estudio del presente capítulo se completa el conocimiento de las características
generales para clasificar a los seres vivos estudiados desde Biología I. Los criterios
podrán variar, sin embargo, tomando en cuenta el sistema propuesto por Whittaker, se
aclaró cuáles son los que se han considerado para los organismos pluricelulares
(hongos, plantas y animales), mismos que por su objetividad facilitan la clasificación de
los organismos que día a día se descubren.
El Reino Fungi incluye a los organismos que presentan, como características
morfológicas particulares, ser la mayoría pluricelulares, con células eucariontes
haploides de forma filamentosa, con pared celular con quinita y otros azúcares
complejos. Pocas formas unicelulares de forma redonda: las levaduras. En su
organización corporal, la asociación celular de estos organismos es poco diferenciada,
por lo cual reciben el nombre de talo. Los grupos aquí estudiados son importantes no
sólo para la Naturaleza, sino también para el hombre, ya que algunos son empleados
para la obtención de medicamentos y como alimento; otros más son importantes por el
daño que causan a la salud o a la economía.
Las plantas, consideradas en el Reino Plantae, presentan mayor complejidad corporal.
Sus células, con pared celular de celulosa, plastidos que contienen pigmentos
fotosintéticos y almacenan almidón como sustancias de reserva, se diferencian y
especializan constituyendo los tejidos, los que se agrupan y conforman los principales
órganos que se distinguen en el cuerpo de los vegetales, que son: raíz, tallo, hojas,
flores y frutos. La organización tisular de estas estructuras, así como la producción de
algunas esencias o sustancias por parte de éstas, establecen las principales divisiones
de este reino (musgos, helechos, coníferas, angiospermas) con sus principales
subdivisiones (monocotiledóneas y dicotiledóneas).
La máxima complejidad orgánica se encuentra entre los organismos que se clasifican
dentro del Reino Animalia ya que existen organismos con gran nivel de complejidad por
su interrelación de tejidos, órganos y sistemas. Las células de estos organismos son
eucariontes, únicamente con membrana fundamental, aunque algunas presentan cilios y
flagelos, lo que aumenta la diversidad de las células y la especialización de sus
funciones. Así, en este reino existen organismos con nivel de complejidad de tejidos
como las esponjas y los celenterados hasta los de sistemas de órganos, como los
platelmintos, nematodos, anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos y cordados (en
este Phylum se incluye el hombre como especie biológica con alto grado de
complejidad).
88
ACTIVIDADES INTEGRALES
Para tener una mejor idea de las ventajas que tiene el estudio de las características de
los diversos seres vivos pluricelulares, elabora un ensayo en donde señales las
relaciones filogenéticas que se proponen en el árbol filogenético elaborado por G.H.
FreId (figura 49), e indica cuáles serían los ancestros comunes y el grado de complejidad
que alcanzan los organismos.
Elabora un árbol filogenético para los vegetales. Remítete a lo estudiado en Biología I,
dado que esto te permitirá señalar el posible ancestro de los vegetales. Realiza la misma
actividad para los organismos que incluye el Reino Fungi y compara estos árboles
filogenéticos con el propuesto por Whittaker, del cual existen representaciones en los
temas de Biología I.
–
Observación de musgos. Visita un bosque, una selva, un matorral o un riachuelo y
colecta del piso o de sobre las rocas los distintos musgos que observes. En el
laboratorio, con una lupa o con el microscopio de disección, identifica las partes;
observarás que no todos tienen el mismo tipo de filodio, ni la misma forma de
cápsula, si es que tienen esporofito, ni el mismo color verde. Intenta dar una
explicación de las características que presentan y el ambiente en que se desarrollan.
–
Observación de animales invertebrados. Toma una muestra de suelo de un jardín
a 20 centímetro de profundidad, o bien de una maceta. Con dos palitos o agujas de
disección y con la ayuda de una lupa observa detenidamente. Podrás distinguir una
serie de organismos como las llamadas “gallinas ciegas”, milpiés, ciempiés,
cochinillas, lombrices, “tijerillas”, “tlaconetes” entre otros. Enlístalos, y de acuerdo
con sus características, intenta explicar a qué Phylum pertenecen.
89
AUTOEVALUACIÓN
Al elaborar tu ensayo o explicación de los árboles filogenéticos debiste incluir el posible
origen monofilético de las plantas verdes a partir de las cloroficeas, en contrapartida del
propuesto origen polifiletico de los animales, en relación con los hongos, cuyo origen se
da a partir de un organismo heterótrofo. También debiste considerar la diversidad actual,
lo que es posible debido a la variedad de condiciones ambientales que existen en el
planeta, las cuales favorecen la permanencia de los individuos en determinados
ambientes por las características morfofisiológicas.
En la observación de los musgos existen diferencias sustanciales, ya que los musgos
que crecen en áreas ligeramente secas son de color más pálido que aquellos que se
desarrollan en lugares húmedos, con filodios más extendidos y de textura más suave. En
los primeros, los esporofitos son pequeños, de cápsula casi redonda y de textura áspera,
mientras que en los segundo el esporofito es más largo, y la cápsula es ligeramente
alargada.
90
CAPÍTULO 2
METABOLISMO DEL INDIVIDUO
2.1 NUTRICIÓN
2.1.1 Nutrición en Hongos
2.1.2 Nutrición y Transporte en Plantas
2.1.3 Nutrición en Animales
2.2 RESPIRACIÓN
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
Intercambio Gaseoso en Animales
Mecánica de Ventilación Pulmonar
Mecanismo de Intercambio Gaseoso
Transporte de Gases
Intercambio de Gases en Vegetales
2.3 EXCRECIÓN
2.3.1 Estructuras Excretoras en Animales
2.3.2 Excreción de las Plantas
2.4 TRANSPORTE
2.4.1 Transporte en los Animales
91
92
PROPÓSITO
El contenido de este capítulo te propone objetivos a lograr a través del planteamiento de
las siguientes preguntas:
¿Qué vas a aprender?
–
Comprender cómo a través del metabolismo es posible la transformación de la
materia y de energía en los organismos.
–
Establecer diferencias entre las diversas estructuras que intervienen en los procesos
de nutrición, respiración, excreción y transporte en hongos, plantas y animales.
–
Reconocer que estas diferencias son resultado de un largo proceso evolutivo que
involucra una adaptación al medio.
¿Cómo lo vas a lograr?
–
Analizando las estructuras que intervienen en los intercambios de materia y energía
para que el individuo realice su proceso metabólico, considerando los grupos
representativos de cada uno de los reinos: hongos, plantas y animales.
–
Estableciendo comparaciones de estructura y función en cada uno de los reinos.
–
Realizando las actividades que se proponen durante el desarrollo del capítulo.
¿Para qué te va a servir?
–
Te permitirá reconocer cómo el proceso evolutivo influye y determina el grado de
complejidad a que han llegado los seres vivos.
–
Te facilitará entender que cada estructura y su función en el organismo está
relacionada en forma directa con su capacidad de adaptación al medio.
–
Te permitirá tener acceso a conocimientos biológicos más complejos.
93
94
CAPÍTULO 2
METABOLISMO DEL INDIVIDUO
El metabolismo entendido como la suma de las reacciones químicas y energéticas que
ocurren dentro de un organismo, depende fundamentalmente de las funciones de
nutrición, respiración y excreción, así como de un sistema de transporte que las
relaciona. En los organismos pluricelulares existen estructuras con diferente grado de
complejidad que participan en dichas funciones que promueven el intercambio de
materia y energía con el medio exterior para el funcionamiento y desarrollo durante su
vida.
95
2.1 NUTRICIÓN
La nutrición se define como el proceso por el cual los seres vivos toman del medio las
materias primas necesarias para efectuar su metabolismo, así como la distribución
interna de las mismas a todas las células del cuerpo si se trata como en este caso de
organismos pluricelulares. Con lo anterior se consigue que el organismo se alimente
como un todo.
Los materiales que llegan a las células se utilizan para construir partes del cuerpo, por lo
que crecen, reparan sus tejidos, sustituyen las células muertas por nuevas e intervienen
en el desarrollo, reproducción y mantenimiento del cuerpo. Este proceso de síntesis
requiere energía (anabolismo). Otros materiales al ser degradados liberan energía
(catabolismo). Esta queda disponible tanto para los procesos de síntesis como para el
movimiento y otras formas de trabajo.
Los nutrientes inorgánicos que todos los organismos toman del medio son el agua, las
sales minerales, así como algunos gases del aire como el bióxido de carbono y el
oxígeno.
Los organismos autótrofos elaboran nutrientes orgánicos a partir de los inorgánicos y
una fuente de energía que puede ser química (quimiosintéticos) o luminosa
(fotosintéticos), los heterótrofos, además de los suministros inorgánicos, requieren del
consumo de carbono contenido en los nutrientes orgánicos ya elaborados.
Dentro de los heterótrofos podemos reconocer tres categorías:
Los holozoicos se alimentan de trozos de material orgánico que ingieren, digieren y
luego absorben. Comprenden de manera principal a los animales con sistemas
digestivos.
Los saprofitos se alimentan de cualquier cosa no viva que contenga material orgánico
como restos de cuerpos vegetales, animales o sus desechos. Descomponen la materia
orgánica contenida en ellos para después absorberla. A este grupo pertenecen los
hongos además de algunas bacterias (unicelulares procariontes) que se estudiaron en
Biología I.
Los parásitos absorben el material orgánico directo de los tejidos de huéspedes vivos
como son por ejemplo algunos hongos y lombrices intestinales (céstodos).
96
2.1.1 NUTRICIÓN EN HONGOS
Los organismos pluricelulares que no elaboran sus propios alimentos pertenecen al
grupo de los heterótrofos; éstos toman del medio moléculas orgánicas complejas como
por ejemplo: carbohidratos, grasas y proteínas que necesitan digerir para asimilarlas;
también incorporan agua, minerales y vitaminas. A este grupo corresponden los hongos
y los animales cuya existencia depende directa o indirectamente de los autótrofos.
Éstos obtienen las moléculas orgánicas de su ambiente por absorción directa. Los
hongos no tienen la capacidad de ingerir grandes partículas de alimentos, no presentan
boca, intestinos o ano. Para transformar los alimentos en forma líquida, de manera que
puedan absorber sus nutrientes, secretan enzimas digestivas, que se vierten sobre el
sustrato (un trozo de pan, tortilla y restos de cuerpos animales o vegetales),
descomponiéndolo; luego las hifas pueden absorber los productos líquidos y
provechosos de la digestión extracelular. El micelio es la parte digestiva y de absorción
de los hongos. Observa la figura 67 y relaciónala con lo que acabas de leer.
Figura 67. Las enzimas producidas por las ramificaciones filamentosas del moho del pan
se difunden hacia éste y digieren el almidón. Los azúcares producidos por esta digestión
son luego absorbidos por las células del moho.
97
2.1.2 NUTRICIÓN Y TRANSPORTE EN PLANTAS
Las células vegetales que forman el cuerpo de una planta u organismos autótrofos
combinan las sustancias inorgánicas simples como bióxido de carbono (CO2), agua
(H2O) y sales minerales entre las que se encuentran los nitratos, para elaborar sus
alimentos; éstos son compuestos orgánicos complejos como la glucosa, y a partir de ella
sintetizan almidón, grasas proteínas y vitaminas. Obtienen la energía necesaria para
este proceso de la luz solar, del que depende toda vida en el planeta y que conocemos
como fotosíntesis; como un subproducto de esa actividad, la planta libera oxígeno
molecular (O2), que los organismos aerobios utilizan en la respiración (figura 68).
Figura 68. La fotosíntesis en el proceso mediante el cual las plantas verdes elaboran su alimento.
Las plantas habitan en diversos medios; por ejemplo, las algas, de estructura sencilla,
viven en el agua; otras como las briofitas fuera de ella pero confinadas a ambientes
húmedos; por último, existe un grupo cuya existencia es por completo terrestre, como las
traqueofitas, situadas en una escala filogenética superior. Todas son pluricelulares y en
el curso de su historia evolutiva han desarrollado estructuras para resolver los problemas
que plantea el medio en que viven. Uno de estos problemas es la adquisición de
nutrientes para la elaboración de sus alimentos, el cual solucionan de la siguiente
manera:
Las algas absorben sus nutrientes en forma directa del medio, a través de las
membranas de sus células por difusión; en las briofitas, los nutrientes se difunden por la
superficie del cuerpo. La fuente de agua es el suelo y, aunque no tiene raíces poseen
estructuras semejantes a ellas llamadas rizoides que fijan la planta al suelo, de donde
obtienen el agua y los minerales disueltos por difusión. El CO2 lo absorben del aire, éste
debe disolverse en la humedad que cubre su superficie y penetra a través de poros
dispuestos en las hojas de donde pasa al interior de las células fotosintéticas.
98
Las plantas terrestres más complejas, como las traqueofitas, enfrentan problemas que
las algas y las briofitas no tienen, pues en éstas los materiales básicos para la
fotosíntesis llegan a las células por simple difusión, debido a su pequeño tamaño y a sus
estructuras sencillas. Las traqueofitas son más grandes y muchas de sus células están
aisladas del medio externo. En éstas los nutrientes penetran y se distribuyen a través de
estructuras especializadas; éstas son: la raíz, el tallo y las hojas, que describiremos
brevemente para entender cómo funcionan.
Raíz. La mayoría de las plantas tienen un sistema de raíz consistente en muchas raíces
secundarias y pelos radicales; las raíces secundarias se desarrollan a partir de la raíz
primaria que se forma durante la germinación. La parte externa de la raíz es la
epidermis, de ella se extienden numerosas vellosidades denominadas pelos radicales;
cada pelo puede medir hasta un centímetro de longitud (figura 69).
Figura 69. Raíz.
El agua es absorbida del suelo y penetra a través de los pelos radicales por medio de
ósmosis. Una razón para que exista menor presión de agua en la raíz que en el medio
externo es la pérdida de agua en la planta por transpiración. Esta pérdida de agua
reduce la presión de agua en la raíz. La diferencia de presión de agua entre el interior y
el exterior de la raíz hace que el agua entre a los pelos radiculares a través de las
células de la corteza hasta llegar a la endodermis; el agua que viene de la corteza pasa
al citoplasma de dichas células y de ahí a la del xilema para comenzar a ascender por el
tallo.
99
Los minerales penetran a los pelos radicales por transporte activo; éste es un proceso
que usa energía para mover sustancias a través de la membrana celular, de un área de
baja concentración a otra de alta concentración. Ya dentro de la raíz, los minerales se
mueven de una célula a otra por difusión hasta que alcanzan el xilema y son
transportados dentro de la planta en solución con el agua. Otras funciones de la raíz son
el anclaje de la planta al suelo y el almacenamiento de los alimentos.
Tallo. Es el eslabón entre las raíces que absorben agua y minerales, y las hojas que
elaboran el alimento; los tejidos vasculares del tallo se continúan con los de éstos dos y
son vía de paso para el intercambio de sustancias. El tallo y sus ramas sostienen las
hojas exponiéndolas a la luz, a la vez que soportan flores y frutos. Algunos tallos
contienen células con clorofila y efectúan la fotosíntesis, otros tienen células
especializadas para almacenar almidón y otros nutrientes.
Hoja. La superficie superior e inferior de la hoja está cubierta por una capa continua de
cera (cutina) que protege a la hoja de la pérdida de agua. Por debajo de la epidermis
superior, se encuentra el mesófilo, formado por dos tipos de tejido: el parénquima en
empalizada y el parénquima esponjoso (figura 70).
Figura 70. Superficie superior e inferior de la hoja.
100
El primero está formado por células alargadas dispuestas de modo vertical, con
abundantes cloroplastos donde se efectúa con mayor eficiencia la fotosíntesis; el
segundo, situado bajo el anterior, tiene células irregulares con cloroplastos que dejan
espacios por los que circula el aire, constituyendo depósitos de oxígeno (O2) y bióxido
de carbono (CO2) En esta capa están las venas que contienen los vasos de xilema y
floema.
La epidermis inferior tiene numerosos poros, llamados estomas, por los que penetra el
bióxido de carbono del ambiente externo hacia el mesófilo donde se utiliza para la
fotosíntesis. El oxígeno se difunde a través de ellos hacia el ambiente exterior. Observa
el esquema del corte transversal de la hoja y localiza las estructuras antes descritas.
En las algas y briofitas no existe un sistema de transporte, los nutrientes necesarios para
la fotosíntesis se difunden a través de los espacios intercelulares y los desechos
metabólicos se mueven al exterior de la misma manera.
En las traqueofitas aparece el sistema vascular, un sistema de transporte eficiente que
satisface sus necesidades. Dicho sistema el cual se describió en el capítulo uno está
formado por el xilema y el floema y se encuentran en todas las partes de la planta,
raíces, tallos y hojas. El agua y minerales disueltos forman una disolución que asciende
por el xilema de la raíz y del tallo, hasta llegar a las hojas, para ser utilizados en la
fotosíntesis (figura 71). El movimiento ascendente del agua se debe a varios fenómenos:
presión radical, transpiración y fuerzas de cohesión.
Figura 71. El movimiento del agua hacia las partes superiores de los tallos de los árboles
se explica por la teoría de la cohesión – tensión. La cohesión entre las moléculas de agua
(en el interior del círculo) proporciona al agua un aumento de densidad.
La transpiración de las hojas proporciona un <<tirón>> de esta agua densa en los vasos del xilema.
101
Mediante la fotosíntesis, el agua y el CO2 en la hoja se transforman en un líquido que
contiene moléculas orgánicas, principalmente azúcares, que debe ser conducido a todas
las células del vegetal. Este transporte corre a cargo del floema, formado por los tubos
cribosos. A diferencia de las células del xilema (figura 6), los vasos cribosos y las células
acompañantes son células vivas (figura 71), con abundante citoplasma y de paredes
delgadas que participan en forma activa. El azúcar que entra en las venas de la hoja se
bombea mediante transporte activo hacia los tubos cribosos del floema; así, aumenta la
concentración de azúcar en el floema ubicado cerca de las células de la hoja. Al elevarse
la concentración de azúcar en los tubos cribosos, el agua entra en ellos por ósmosis
desde las células del xilema cercano; este movimiento hacia los tubos cribosos aumenta
su presión de turgencia. Este fenómeno obliga a las moléculas de azúcar a pasar al
siguiente tubo criboso donde se repite el mismo proceso.
Cuando las moléculas de azúcar llegan a las raíces, pasan a las células, donde se
almacenan en forma de almidón, y se utilizan de inmediato en la respiración y en los
procesos de síntesis de otros compuestos (ácidos grasos, aminoácidos, proteínas,
vitaminas y hormonas). El mecanismo de transporte del alimento en la planta se conoce
como translocación y ocurre en dos sentidos.
Las sustancias orgánicas se originan en las hojas, por lo que la mayor parte del
transporte es hacia abajo, es decir, de las hojas al resto de la planta. Sin embargo, en
aquellas estaciones del año en que se pierden las hojas, la fotosíntesis se reduce, y el
déficit de alimento promueve que el que está almacenado en las raíces y en el tallo se
transporte a otras partes de la planta; entonces el movimiento del alimento se da hacia
arriba por el floema.
2.1.3 NUTRICIÓN EN ANIMALES
Los animales toman del medio partículas vegetales o animales, las cuales ingieren,
digieren, absorben y después eliminan como residuos de la digestión, por lo que
requieren de un sistema digestivo que transforma las sustancias complejas en
sustancias sencillas que pueden atravesar las membranas de sus células para ser
asimiladas. La digestión es la función básica del aparato digestivo. Éste, por su forma
general, difiere en los distintos animales por sus detalles anatómicos y en los procesos
fisiológicos según la naturaleza del alimento, la forma de vida y otros factores. Todos los
métodos para tomar el alimento y emplearlo se parecen en que las sustancias del
ambiente externo se llevan al contacto íntimo con las membranas de superficies internas
en las cuales se verifica la digestión y la absorción.
La ingestión se puede definir como la toma mecánica de los alimentos; en los animales
más grandes incluye la deglución y el transporte hacia una cavidad digestiva (estómago
o una estructura similar).
La digestión es un proceso en el que las moléculas complejas e insolubles se
descomponen en moléculas simples y solubles de fácil difusión. De esta manera, pueden
ser absorbidas y atravesar las membranas celulares para incorporarse al metabolismo.
La digestión puede ser física o química. La primera comprende la masticación,
humedecimiento y mezcla los alimentos para formar una masa blanda que pueda
deglutirse con facilidad; la digestión química implica reacciones químicas de hidrólisis, en
las que intervienen enzimas específicas para cada tipo de alimento.
102
La absorción es el paso de los nutrientes digeridos en forma previa y directa a través de
las membranas de las células en los animales más sencillos o bien por la pared del
intestino donde se incorporan al sistema circulatorio en los animales de estructura
compleja.
La egestión se refiere a la eliminación de residuos digestivos; estos desechos no se
consideran productos de excreción ya que jamás pasaron a formar parte de las células
del organismo.
La ingestión se realiza a través de una abertura llamada boca, u orificio por donde
penetra el alimento para ser conducido a los órganos digestivos. Se originó durante el
proceso evolutivo de los animales y se ha modificado de acuerdo con la complejidad del
organismo, el tipo de alimento y modo de vida del animal.
Evolución del aparato digestivo
En los protozoarios cono el paramecio (Paramecium) aparecen los primeros indicios en
la formación del tubo digestivo. En estos organismos existe un surco oral permanente
llamado citofaringe, tapizada por cilios que conducen las partículas hacia el citostoma
(boca) de donde pasan a la vacuola digestiva y son digeridas.
Nota: Recuerda que los protozoarios no son animales, ya que pertenecen al reino
Protista.
En las esponjas (Porífera, figura 72A) se distinguen células flageladas, los coanocitos,
que tapizan unos conductos interiores del animal, éstos capturan y digieren su alimento;
al igual que en los protozoarios (Paramecium, figura 72B), la digestión es intracelular.
En los celentérados como la hidra (Hydra, figura 72C), aparece una boca rodeada de
tentáculos que ayudan a la captura del alimento, ésta conduce a una cavidad donde se
lleva a cabo la digestión extracelular, dicha cavidad tiene forma de saco tapizado de
células digestivas que secretan enzimas que descomponen el alimento (digestión
extracelular), algunas partículas son fagocitadas por las células de la cavidad para
formar vacuolas digestivas que continúan la digestión (digestión intracelular).
En los demás animales se observa como tendencia evolutiva la formación de un tubo
digestivo. Éste puede ser incompleto o completo.
En los platelmintos como es la planaria (figura 72D) excepto las tenias aparece el
aparato digestivo en forma de tubo ramificado que comunica al exterior por la boca,
localizada en la parte ventral y media del animal y se abre hacia una cavidad muscular
llamada faringe; éste órgano puede extenderse fuera de la boca para tomar el alimento,
el cual es conducido al intestino donde se efectúa la digestión y la absorción. El tubo
digestivo se considera incompleto por la ausencia de ano, ya que los alimentos entran
por el mismo orificio por el que salen los residuos de la digestión; el tipo de digestión es
intracelular y extracelular.
103
En la mayor parte de los animales como en los anélidos (Lombriz de Tierra, figura 72E)
el tubo digestivo comunica al exterior por dos aberturas: boca y ano, y está separado de
los espacios internos del cuerpo por membranas. Este tubo se denomina completo
porque el alimento entra por la boca, pasa por varios órganos para ser almacenado,
digerido y absorbido; los residuos digestivos que quedan son expulsados por el ano en el
extremo opuesto. De esta manera, cada órgano es un componente especializado en del
aparato digestivo de acuerdo a los hábitos alimenticios y nivel de complejidad del grupo
de que se hable. En la Salamandra, ejemplo de vertebrado (figura 72F), el aparato
digestivo está constituido por órganos y glándulas que ayudan a que se lleve a cabo la
digestión.
Figura 72. Tipos de sistema digestivo en los animales. A) Esponjas: las capas negras indican
la posición de los coanocitos. B) Paramecio: con una boca definida. C) Hidra: boca y saco digestivo.
D) Planaria: boca y tubo digestivo ramificado, pero sin ano. E) Lombriz de tierra: tubo digestivo
con secciones diferenciadas, completo, con boca y ano terminales. F) Vertebrado: completo,
tracto parcialmente arrollado con partes especializadas y glándulas digestivas, ano en la base de la cola.
Un modelo general del aparato digestivo en los vertebrados se muestra en la figura 73
en el cual se observan los siguientes órganos:
Figura 73. Esquema de la estructura y actividad del tubo digestivo de un vertebrado.
104
Boca y cavidad bucal en general con dientes para coger, desgarrar y masticar el
alimento, lengua que ayuda a la captura y manejo del mismo, además la mayoría de los
vertebrados terrestres poseen glándulas salivales para lubricar el alimento e iniciar la
digestión, en particular del almidón.
La faringe posee aberturas branquiales en los peces y anfibios acuáticos. Suele ser
musculosa y su acción favorece la deglución.
El esófago se encuentra a continuación de la faringe; su longitud está relacionada con la
del cuello del animal.
¿En qué animales es más corto? ¿En cuáles es más largo?
El estómago es una dilatación del tubo digestivo, por lo general es un saco y su forma
está relacionada con la del animal y su tipo de alimentación.
El estómago es un órgano musculoso que origina movimientos peristálticos que
contribuyen a la digestión mecánica de los alimentos. Su revestimiento interno presenta
glándulas que vierten directamente a la cavidad los productos que elaboran. Estos
productos son:
1. Moco que lubrica sus paredes y las protege de la acción enzimática y del ácido
clorhídrico (HCI).
2. Ácido clorhídrico con pH de 1.0 indispensable para activar las enzimas que
intervienen en la digestión.
3. Enzimas digestivas (ver tabla 1).
Estas secreciones en conjunto constituyen el jugo gástrico. El intestino es un tubo largo
que ocupa la mayor parte del abdomen; su longitud se relaciona con el tipo de
alimentación: es más corto en los carnívoros que en los herbívoros, y está separado del
estómago por una válvula llamada píloro.
Los mamíferos presentan diferenciación entre intestino delgado e intestino grueso; el
primero es más desarrollado que en el resto de los vertebrados y se divide en tres
regiones: duodeno, yeyuno e íleon. El intestino grueso es más ancho y corto, termina en
el recto que comunica al exterior por el ano. En los peces, anfibios, reptiles y aves la
cloaca sirve como órgano de excreción, de eliminación de residuos digestivos y de
expulsión de células sexuales; en los mamíferos existen orificios especiales para estas
funciones.
Las funciones del intestino delgado son:
1. Completar la digestión química (ver tabla 1).
2. Realizar la absorción de los nutrientes a través de sus paredes hacia el sistema
circulatorio.
Una vez que el alimento adquiere en el estómago una consistencia adecuada pasa a
este órgano, el cual posee en sus paredes internas glándulas digestivas que secretan el
jugo intestinal que también contiene moco para protección de sus paredes.
105
Glándulas
Salivales
Estómago
(jugo gástrico)
Intestino delgado
(jugo intestinal)
Páncreas
(jugo pancreático)
Tabla 1. Digestión química
Enzimas
Sustratos
amilasa salival
pepsina
lipasa
maltasa
lactasa
invertina
lipasa
erepsina
amilasa
lipasa
tripsina
almidón
proteínas
grasas
maltosa
lactosa
sacarosa
grasas
polipéptidos
almidón
grasas
polipéptidos
Productos
maltosa
polipéptidos
ácidos grasos y glicerina
glucosa
glucosa y galactosa
glucosa y fructosa
ácidos grasos y glicerina
aminoácidos
maltosa
ácidos grasos y glicerina
Aminoácidos
En los vertebrados existen dos grandes glándulas digestivas accesorias del aparato
digestivo: el hígado y el páncreas, unidas mediante conductos al intestino delgado en la
región duodenal. Observa el esquema del aparato digestivo humano (figura 74), localiza
las glándulas y la región donde se comunican con el intestino delgado.
Figura 74. Aparato digestivo humano.
106
Como glándula digestiva, el hígado fabrica la bilis que se almacena en la vesícula biliar,
y contribuye a la emulsión de las grasas, lo cual facilita la digestión. El páncreas sintetiza
el llamado jugo pancreático formado fundamentalmente por agua, enzimas y bicarbonato
de sodio; este jugo es alcalino y neutraliza la acidez procedente del estómago
proporcionando un pH más apropiado para la acción de las enzimas. Para que los
nutrientes puedan llegar a las células necesitan ser absorbidos y transportados.
La absorción es el paso de los nutrientes previamente digeridos a través de las paredes
intestinales de donde ingresan al aparato circulatorio para su transporte y distribución. A
medida que a través de la evolución de los organismos aumentó la complejidad del
aparato digestivo, se incrementó la superficie de absorción y en forma paralela la
relación entre ésta y la sangre.
En las aves y mamíferos se incrementa la eficacia con la aparición de las
microvellosidades intestinales. Cada microvellosidad tiene la forma de un dedo y puede
medir hasta un milímetro, posee vasos sanguíneos y linfáticos donde son absorbidos los
nutrientes. La glucosa, aminoácidos y minerales son absorbidos por los vasos
sanguíneos; los vasos linfáticos absorben los ácidos grasos y el glicerol (figura 75). Una
vez que los nutrientes han entrado en la corriente sanguínea, son llevados en forma
directa al hígado. Así, este órgano efectúa la selección para el procesamiento y el
almacenamiento antes que sean distribuidos a las células del cuerpo. Los residuos de
los alimentos que no se pueden digerir o absorber pasan a la parte posterior del intestino
en invertebrados y algunos vertebrados. En los mamíferos entran al intestino grueso;
aquí el agua, los minerales y las vitaminas que producen las bacterias intestinales son
absorbidas y los materiales comprimidos para formar las heces fecales. Estas heces son
una mezcla compacta de residuos alimenticios, restos de pigmentos biliares, minerales,
células epiteliales de la mucosa intestinal y bacterias.
Figura 75.
Las sustancias no ingeridas son en su mayoría restos de vegetales como la celulosa.
Estos materiales se acumulan en el recto y son expulsados por el ano; proceso que se
conoce como egestión o defecación. De esta manera se completa la función del aparato
digestivo.
107
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
1. Completa los siguientes párrafos.
Las plantas elaboran sus alimentos durante la_________________________________,
proceso durante el cual las sustancias que toman del medio son ________________
_________________________.La energía que absorben para efectuar dicho proceso
es _________________________ y los alimentos elaborados son moléculas orgánicas
tales como _________________________, que puede ser transformada en otros
compuestos orgánicos; por ejemplo: ___________________, ____________________,
________________________.
2. Investiga en qué consisten la presión radical, las fuerzas de cohesión y la
transpiración y contesta las siguientes preguntas.
a) ¿Qué función tienen las raíces en el transporte del agua y minerales?
_______________________________________________________________________
b) ¿Cuál es la fuerza que jala el agua por el tallo?
________________________________________________________________________
c) ¿Cuál es la propiedad del agua que ayuda a su transporte?
________________________________________________________________________
3. Relaciona ambas columnas:
Xilema
a) Aberturas en la hoja que permiten el
intercambio de CO2 y O2.
Pelos radicales
b) Vaso conductor de agua y minerales.
Estomas
c) Evaporación a través de tallos y hojas.
Parénquima en
empalizada
d) Transporta moléculas orgánicas desde las
hojas a través de la planta.
Transpiración
e) Tejido formado por células.
Floema
f) Absorción de agua y minerales.
108
4. Contesta las siguientes preguntas.
a) ¿A través de qué estructuras penetran los nutrientes en las algas y en las
briofitas?
_______________________________________________________________________
b) ¿Qué tipo de nutrición tienen los hongos?
_______________________________________________________________________
c) ¿Qué tipo de nutrición tienen las plantas?
_______________________________________________________________________
d) ¿Cuál es la función biológica que cumplen los hongos en la naturaleza?
_______________________________________________________________________
5. En el siguiente cuadro identifica con una X los órganos que están presentes y con un
guión ( - ) los que están ausentes en los animales que se enlistan.
Órgano
Esponjas
Celenterados
Platelmintos Lombriz
Vertebrados
Boca
Faringe
Esófago
Estómago
Buche
Molleja
Intestino
Delgado
Intestino
grueso
Ano
a) ¿Qué animales son más sencillos?
_______________________________________________________________________
b) ¿Cuáles son los más complejos?
_______________________________________________________________________
109
6. Explica sobre las líneas cómo interpretas el siguiente esquema. Después contesta
las preguntas que están a continuación.
Ingestión de
alimentos y
agua
Sistema
Digestivo
Nutrientes,
agua y
minerales
Sistema
Circulatorio
Eliminación
de Residuos
Transporte
hacia las
células
a) ¿En qué tipos de animales se lleva a cabo este proceso y por qué?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
b) ¿Qué uso le dan a los nutrientes las células?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
c) ¿De qué manera se aprecia este uso en el organismo?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
110
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Reflexiona sobre la relación que existe entre las diferentes funciones que desempeñan
los seres vivos como individuos para que se pueda llevar a cabo el metabolismo y
reconoce en ellos el nivel de complejidad de las estructuras que participan en dichas
funciones.
Recuerda que el para que el metabolismo se pueda llevar a cabo es necesaria la
transformación de la materia y de energía en los organismos. En dicha transformación
intervienen diversas estructuras que realizan la nutrición, respiración, excreción y
transporte en hongos, plantas y animales.
Dada la complejidad de las moléculas orgánicas que contienen los alimentos, un
heterótrofo debe reducirlas a moléculas más sencillas para que sus células puedan
absorberlas y asimilarlas. El proceso que realiza esta descomposición es la digestión
química, en la que juegan un papel determinante las enzimas; ésta es común tanto en
hongos como en animales, aunque las estructuras que las realizan son diferentes en
ambos.
Las plantas, como organismos fotoautótrofos, tienen la capacidad de transformar la
energía radiante del sol en energía química de los alimentos mediante la fotosíntesis.
Esta energía química es la base de la existencia tanto para la planta misma como para
los organismos heterótrofos. Como subproducto de la actividad fotosintética se libera
oxígeno que las plantas y los animales utilizan en la respiración.
Al comparar la estructura de los sistemas digestivos de los animales, encontramos
grandes diferencias, pero se pone de relieve la semejanza química en todo el proceso.
De igual manera, tanto la planta como el hongo y el animal utilizan estos materiales para
crecer, reparar tejidos y como fuente de energía, que se libera durante la respiración
celular, proceso que requiere oxígeno. La manera que los organismos pluricelulares
intercambian estos gases con el medio se analizará en el siguiente tema.
111
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 2
DIGESTIÓN QUÍMICA
Objetivo
Identificarás la acción de la amilasa salival en la digestión química y comprenderás que
la digestión es un proceso básicamente enzimático.
Elementos antecedentes
Para la realización de esta práctica deberás recordar los conceptos de digestión y
enzimas digestivas.
Problema
Los hongos y los animales se alimentan de grandes moléculas, principalmente de
almidón, grasas y proteínas.
¿Por qué es necesario digerir estas moléculas?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
¿Cuáles son los productos de la digestión de las mismas?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
¿Qué enzimas participan en este proceso?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
¿La digestión es un proceso similar en hongos y en animales?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
¿En qué difiere?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
¿En qué parte del aparato digestivo humano se inicia la digestión?
________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________
112
Material y equipo
Sustancias
4 Tubos de ensaye de 15 x 150
1 Pipeta de 5 ml
1 Pinza para tubo de ensaye
1 Lámpara de alcohol
1 Mortero con pistilo
1 Gradilla
1 Caja de cerillos *
2 ml
1
10 ml
2 ml
2 ml
Saliva
Galleta salada
Solución de lugol
Reactivo de Fehling, solución A
Reactivo de Fehling, solución B
Procedimiento
1. Desmenuza una galleta sin azúcar en un mortero y diluye en 15 ml de agua.
2. Etiqueta cuatro tubos de ensaye con las letras A, B, C y D. Vierte 1 ml de la solución
del mortero en cada uno de los tubos de ensaye.
3. Realiza la prueba del almidón en el tubo A, agregando una gota de lugol.
¿Fue positiva? _______________ ¿Cuál fue el color obtenido? ___________________
4. Comprueba si en el tubo B hay azúcar, agregando cinco gotas de la solución A del
reactivo de Fehling y cinco gotas de la solución B. Calienta unos 30 segundos hasta
observar si aparece un precipitado rojo ladrillo.
¿Es positiva la reacción?
Sí (
)
No (
)
5. Toma el tubo C y mezcla con dos ml de saliva. Espera unos 20 minutos.
6. Después del tiempo transcurrido realiza la prueba para el almidón, agregando una
gota de lugol.
Compara con el tubo A. ¿Es igual el color en el tubo C? Sí ( ) No ( )
¿Cuál es la causa? __________________________________________________________
7. Toma el tubo D y mezcla con dos ml de saliva diluida. Espera 10 minutos.
8. Realiza la prueba para el azúcar, agregando cinco gotas de la solución A del reactivo
de Fehling y cinco gotas de la solución B. Calienta unos 30 segundos.
¿Fue positiva? Sí (
)
No (
)
¿A qué se debe este cambio?
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________

Material que debe aportar el estudiante.
113
Anota tus resultados en el siguiente cuadro:
Prueba para el almidón
(positiva o negativa)
Prueba para el azúcar
(positiva o negativa)
Galleta diluida con agua
Tubo A
______________________
______________________
Tubo B
______________________
______________________
Galleta mezclada con
saliva
Tubo C
______________________
______________________
Tubo D
______________________
______________________
Solución probada
Discusión
1. ¿Qué alimento contiene la galleta?
_______________________________________________________________________________
2. ¿Por qué en la solución mezclada con saliva encontramos azúcar?
_______________________________________________________________________________
3. ¿Qué contiene la saliva que provocó éste cambio?
_______________________________________________________________________________
4. ¿Qué significa este cambio para la actividad?
_______________________________________________________________________________
Conclusión
Redacta las conclusiones con base en los resultados obtenidos y en relación con el
problema planteado al principio de la actividad experimental, compara las respuestas.
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
114
2.2 RESPIRACIÓN
2.2.1 INTERCAMBIO GASEOSO EN ANIMALES
Todos los organismos necesitan oxígeno para vivir, elemento necesario para la oxidación
biológica de la glucosa, reacción por la cual se obtiene energía química en forma de ATP
necesaria para los procesos vitales de sus células. El oxígeno es tomado del ambiente y
Al mismo tiempo, durante la respiración, conducido a las células a través de un sistema
de transporte (circulatorio).
En la respiración celular se produce bióxido de carbono como un producto de desecho
que debe ser eliminado hacia el medio. A este intercambio gaseoso entre el organismo y
su ambiente se conoce como respiración.
La respiración es un proceso que puede dividirse en dos fenómenos: primero la
respiración orgánica, que consiste en la introducción de oxígeno a las células y la
extracción del bióxido de carbono que se expulsa al medio (intercambio gaseoso).
Segunda, respiración celular, que es el conjunto de reacciones que tienen como fin
oxidar moléculas orgánicas para obtener energía. Consulta el capítulo de Biología I que
describe la respiración celular. En los organismos acuáticos unicelulares este
mecanismo de intercambio es relativamente sencillo, el oxígeno se difunde hacia el
interior de la célula a través de la membrana y sucede a la inversa con el bióxido de
carbono que ingresa al agua.
Para los organismos pluricelulares acuáticos pequeños como la esponja (Porífera), hidra
y platelmintos, cuyos cuerpos son delgados y membranosos, el intercambio gaseoso se
realiza por difusión a través de la superficie del cuerpo, no necesitan sistemas
especializados de transporte, ya que todas las células se encuentran cerca de la
superficie (figura 76).
Figura 76. En las planarias el intercambio de gases se lleva a cabo por difusión
directamente entre las células corporales y el agua que les rodea.
Por lo tanto, no es necesario un sistema respiratorio especializado.
115
Entre los animales terrestres existen algunos que realizan el intercambio gaseoso a
través de la superficie de su cuerpo, como los anfibios que tienen la piel delgada,
altamente vascularizada y húmeda; la lombriz de tierra (Lumbricus terrestris), cuya piel
se encuentra recubierta por una sustancia mucosa que permite el intercambio gaseoso y
evita que el cuerpo pierda agua y posee un sistema de transporte que conduce el
oxígeno a todas las células del cuerpo.
En los animales de mayor tamaño existen superficies especializadas en donde se
efectúa el intercambio gaseoso. Dichas estructuras tienen paredes delgadas que facilitan
la difusión; además, es necesario que se mantengan húmedas para que el O2 y el CO2
puedan ser disueltos en agua; poseen una íntima relación con redes de vasos
sanguíneos que aseguran el transporte de los gases hacia las células (con excepción del
sistema traqueal). Estas estructuras son los tubos traqueales, las branquias y los
pulmones.
El sistema traqueal consta de una red de tubos membranosos recubiertos en su interior
por una capa de quitina que les da una consistencia rígida. El aire entra a los tubos por
una serie de diminutos orificios llamados espiráculos situados entre los segmentos del
tórax y el abdomen. Los tubos traqueales, a su vez, se ramifican en otros más pequeños
llamados traqueolas que contienen agua y es donde se efectúa el intercambio gaseoso;
la distribución del oxígeno a todas las células del cuerpo se hace en forma directa por las
traqueolas sin la intervención de un sistema circulatorio. Los organismos que poseen
este tipo de aparato respiratorio son los artrópodos como los insectos, ácaros y algunas
arañas.
Figura 77. En los insectos, el oxígeno y el dióxido de carbono se intercambian
a través de tubos ramificados llamados tráqueas.
116
En la mayoría de los animales acuáticos, los órganos responsables del intercambio
gaseoso son las branquias; en los peces se encuentran a los lados de la cabeza. Cada
branquia consta de un soporte principal formado por arcos branquiales de los que salen
filamentos branquiales, cada uno de los cuales sostiene un conjunto de laminillas
secundarias que constituyen la superficie de intercambio gaseoso. Todas estas
estructuras están en íntimo contacto con una red vascular gracias a la cual la sangre
llega muy cerca de la superficie externa, lo que facilita el intercambio rápido de gases. El
conjunto de filamentos branquiales aumenta en gran medida la superficie para el
intercambio rápido de gases. El conjunto de filamentos branquiales aumenta en gran
medida la superficie para el intercambio gaseoso. En el caso de los peces, el agua entra
por la boca, pasa a través de las hendiduras branquiales internas a las cámaras
branquiales y sale por las hendiduras branquiales externas; las laminillas bañadas por
esta corriente de agua toman por difusión el oxígeno disuelto en ella y liberan bióxido de
carbono (figura 78).
Figura 78. Las estructuras respiratorias (branquias) de un tiburón están íntimamente asociadas
con los vasos sanguíneos. La imagen de la izquierda muestra en detalle los dos filamentos branquiales.
Un problema al que se enfrentan los organismos acuáticos es la disponibilidad de O2
suficiente; como se sabe la concentración de éste en el agua es 20 veces menor que en
el aire. Esta falta de disponibilidad la suplen al hacer pasar grandes volúmenes de agua
a través de las laminillas branquiales y por la disposición del flujo sanguíneo en las
laminillas secundarias en dirección contraria al flujo del agua que mejora de modo
considerable la eficiencia de intercambio; esta disposición estructural recibe el nombre
de sistema de intercambio a contracorriente.
El mecanismo se basa en que el agua que llega a las branquias es rica en oxígeno,
mientras que la sangre que ingresa a la circulación branquial es muy pobre en ese gas.
Conforme el agua pasa por encima de la superficie branquial pierde O2, pero se pone en
contacto con sangre cada vez más pobre en él, de modo que la difusión continúa a pesar
de la baja concentración de O2 en el agua.
Otros organismos que también presentan branquias son los moluscos, crustáceos,
insectos acuáticos y algunos estados larvarios. Las branquias que poseen suelen ser
diferentes a las que tienen los peces por el hecho de encontrarse fuera de su cuerpo.
(branquias externas), pero el mecanismo para obtener oxígeno es similar.
117
En sentido muy general, los pulmones son estructuras de intercambio gaseoso de un
complejo aparato respiratorio. Se podría decir que los pulmones se originan como
invaginaciones de la superficie del cuerpo o de las paredes de una cavidad corporal
como la faringe. Esas estructuras no sólo se presentan en vertebrados terrestres como
mamíferos, anfibios, reptiles, aves y algunos peces, sino también en invertebrados como
en algunos arácnidos y moluscos terrestres como los caracoles (Helix). Entre los
vertebrados pulmonados existe una amplia variedad de pulmones que van desde los
sencillos, pulmones tipo saco de los anfibios, hasta los pulmones divididos de los
mamíferos. En esto se observa una tendencia evolutiva general de aumentar las
subdivisiones de los caminos aéreos y hacia una mayor área de las superficies de
intercambio. Las divisiones se hacen más numerosas y complejas a medida que se
asciende en la escala zoológica (figura 79).
Figura 79.
La superficie de intercambio eficaz del pulmón (excepto en aves) se compone de
diminutas celdillas denominadas alvéolos; éstas estructuras membranosas que tienen
contacto directo con gran cantidad de vasos capilares que aseguran una rápida
distribución del oxígeno. Mientras mayor es el número de alvéolos, mayor será la
superficie de intercambio total.
118
En los mamíferos la estructura pulmonar es muy eficiente; en ellos los brotes pulmonares
se dividen repetidas veces para formar los bronquios primario, secundarios, terciarios,
etc.; los bronquios más pequeños dan lugar a los bronquíolos, los cuales suelen dividirse
en conductos alveolares bordeados de alvéolos. Los bronquiolos con sus ramificaciones
forman unidades llamadas lóbulos que pueden estar separados o no por tejido
conjuntivo; el número de lóbulos varía según la superficie, pero en general suele ser
mayor en el lado derecho que en el izquierdo. Así, en el hombre hay tres lóbulos en el
pulmón derecho y dos en el izquierdo.
La eficiencia pulmonar no es la misma en todos los organismos pulmonados y esto
depende de la complejidad o grado de divisiones que posean. En la figura 80 se
muestran varios tipos de pulmones de vertebrados.
Figura 80. Aumento de la superficie de absorción de los pulmones: a) anfibios, b) reptiles, c) alveolo de mamíferos.
Otros conductos aéreos. Como ya se mencionó, los pulmones surgen de la pared ventral
de la faringe que se divide en dos protuberancias que dan lugar a los bronquios y
pulmones.
Existe un conducto impar llamada tráquea que conecta los pulmones con la faringe y
sirve de entrada y salida a los pulmones; en algunos organismos es tan corta que de
hecho no existe (anfibios) y en otros su extremo anterior se modifica en una caja sonora,
la laringe, que se abre a la faringe a través de la glotis. El extremo inferior suele dividirse
en dos bronquios que conducen a los pulmones.
La laringe es una estructura cartilaginosa que en algunos organismos se ensancha en
forma de caja de resonancia, donde en posición paralela a la glotis se extienden unos
pliegues de tejido, integrados en su mayoría por fibras elásticas llamadas cuerdas
vocales, las cuales pueden vibrar al paso del aire, dando lugar a la producción de
sonidos en anfibios, reptiles y mamíferos, siendo en este último grupo más compleja. En
las aves está poco desarrollado y no interviene en la producción de sonido.
La tráquea es el tronco principal del sistema de conducción a través de la cual el aire va
desde la laringe a los pulmones. Es un conducto cartilaginoso y membranoso cuyas
paredes se componen de tejido fibroso y muscular sostenido por cartílago que evita el
colapso.
119
La tráquea está revestida por células epiteliales y células secretoras de moco; se bifurca
por su extremo inferior en dos bronquios cartilaginosos que conducen en forma directa a
los pulmones. La longitud de la tráquea en los vertebrados depende de la longitud del
cuello; en algunos anfibios es tan corta que apenas existe y en algunos reptiles como
cocodrilos y quelonios (tortugas) puede ser tan larga que se enrolla; en el hombre mide
de 10 a 13 centímetros.
2.2.2 MECÁNICA DE VENTILACIÓN PULMONAR
La ventilación es un proceso mecánico por el cual se introduce aire a los pulmones
(inhalación) y se extrae de ellos (exhalación); éste mecanismo es variado en los
vertebrados. En el caso de los anfibios que no poseen costillas, la inhalación y la
exhalación se realizan con la boca (ventilación bucal).
En reptiles y mamíferos las costillas y músculos intercostales intervienen en el proceso.
La elevación de las costillas y el incremento del tamaño de la cavidad pleuroperitoneal
reducen la presión del interior de la cavidad, lo que a la vez permite la inhalación y
expansión de los pulmones; a la inversa, cuando las costillas descienden la presión que
se ejerce sobre los pulmones ocasiona la exhalación (figura 81).
Figura 81. Durante la inspiración (inhalación), las costillas se levantan y expanden hacia fuera; el diafragma
desciende, la frecuencia y profundidad de la respiración es controlada por medio de impulsos nerviosos
que se originan e la médula oblongada.
En los mamíferos existe un músculo tensor llamado diafragma que se encuentra en la
base de la cavidad pleural. El mecanismo de la ventilación consiste en el aumento y
disminución alternados del tamaño de la cavidad pleural (torácica), lo que por lo común
se realiza de dos formas: la abdominal y la torácica. La primera consiste en la
contracción y relajación de los músculos abdominales, los que ejercen presión sobre el
diafragma, que permite el aumento o disminución del volumen de la cavidad pleural, y la
segunda, por movimientos de los músculos intercostales que elevan las costillas
provocando la inhalación y su descenso, la exhalación.
120
2.2.3 MECANISMO DE INTERCAMBIO GASEOSO
El oxígeno que ha llegado a alguna superficie de intercambio (alvéolos, laminillas
branquiales o piel) pasa a los capilares sanguíneos y el bióxido de carbono pasa de
éstos a la superficie de intercambio por difusión, siempre de una zona de alta
concentración a otra de baja concentración. El factor que determina el sentido y la
velocidad de la difusión es la presión parcial del gas, basada en la ley de los gases de
Dalton que dice: “En una mezcla de gases la presión total de la mezcla es igual a la
suma de las presiones de los gases individuales”, lo que significa que cada gas ejerce la
misma presión que ejercería si estuviera solo.
Sobre la base de este principio, el transporte a través de las membranas de intercambio
sucede cuando existen diferencias de presiones de los gases involucrados. Dadas las
circunstancias de ventilación adecuada y aire o agua de composición normal, existen
gradientes favorables para la difusión hacia adentro del oxígeno y hacia fuera del bióxido
de carbono, porque la PO2 (presión parcial del oxígeno) de la sangre capilar de las
membranas respiratorias es menor que en el ambiente y la PCO2 (presión parcial del
bióxido de carbono) mayor en la sangre que en el medio.
2.2.4 TRANSPORTE DE GASES
La hemoglobina se combina con facilidad con el oxígeno en las branquias o en los
pulmones, formando un compuesto inestable llamado oxihemoglobina que va hacia los
tejidos. La baja concentración de oxígeno en los tejidos promueve su disociación en
hemoglobina y oxígeno, éste se difunde hacia las células incorporándose de inmediato al
metabolismo, y la hemoglobina queda libre para volverse a cargar en la superficie
respiratoria.
Hb + O2
Hb O2
Una mínima porción del CO2 se disuelve en el plasma; la mayoría se combina con el
agua de los glóbulos rojos formando ácido carbónico (H2CO3), y la mayor parte de éste
se disocia con rapidez, formando iones bicarbonato, que salen hacia el plasma, y iones
hidrógeno.
CO + H2O
H2CO3
H2 CO2
+
H HCO3
Una vez que los iones bicarbonato se han formado como producto de la reacción antes
descrita, salen los glóbulos rojos y se dispersan por el plasma. Cuando la sangre llega a
los pulmones, estos iones entran de nuevo en los glóbulos rojos, se combinan ahí con
los iones hidrógeno y forman ácido carbónico. Este último se disocia y produce CO2 y
agua, que son exhalados.
121
2.2.5 INTERCAMBIO DE GASES EN VEGETALES
El proceso respiratorio en plantas es muy similar a los animales en cuanto a los gases
involucrados en el intercambio: toman oxígeno de su medio circundante y eliminan
bióxido de carbono producto de su metabolismo.
Las plantas no poseen aparato respiratorio como los animales, por lo que el oxígeno se
difunde de algunos sitios al resto de las células a través de los espacios intercelulares.
Estos sitios de intercambio se encuentran en las raíces, tallos y hojas. En las raíces
existen pelos radicales que aumentan la superficie sobre la cual pueden difundirse los
gases para abastecer a la célula de la raíz. En los tallos leñosos y en raíces grandes que
carecen de pelos radicales, a través del corcho o suber que los rodea, se establece
comunicación con el exterior y los tejidos vivos del interior a través de pequeños orificios
de células redondeadas muertas, por entre los cuales circula el aire, denominadas
lenticelas (figura 82).
En las partes verdes de la planta como hojas y tallos tiernos se encuentran estructuras
formadas de dos células de forma afrijolada llamadas estomas que se pueden abrir o
cerrar cuando aumenta o disminuye la turgencia de estas células. Por estas aberturas se
elimina agua por transpiración y se efectúa el intercambio gaseoso tanto para la
respiración como para la fotosíntesis (figura 83).
Figura 82.
Figura 83.
122
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Recuerda que la respiración, al igual que la nutrición, son procesos catabólicos que
tienen como fin proporcionar elementos necesarios para obtener energía.
La nutrición proporciona los compuestos ricos en energía y la respiración, el elemento
necesario para oxidarlos y liberar dicha energía. Pero como consecuencia de esto,
también se producen sustancias que el organismo no utiliza y que al acumularlas pueden
ocasionar problemas de intoxicación, incluso la muerte. Para esto, los organismos
pluricelulares poseen estructuras excretoras que se encargan de seleccionar, reabsorber
y desechar dichas sustancias, de esta manera mantienen cierto saneamiento y equilibrio
químico en el organismo.
Al revisar el tema de excreción, al igual que en temas anteriores se verá la relación que
existe entre estructura y función y se estudiará de manera comparativa tanto en animales
con diferente grado evolutivo como en plantas.
123
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 3
RESPIRACIÓN EN EL HOMBRE
Objetivos
–
–
–
Identificar el gas exhalado durante la respiración.
Determinar la cantidad de bióxido de carbono producido por nuestro metabolismo en
condiciones de reposo y actividad.
Comprender el principio en el que se sustenta la mecánica de la ventilación
pulmonar, mediante la elaboración de un modelo de bomba de aire.
Elementos antecedentes
Define los siguientes conceptos:
a)
Respiración_______________________________________________________________
b)
Intercambio gaseoso_______________________________________________________
c)
Exhalación e inhalación____________________________________________________
d)
Mecánica de la ventilación pulmonar_________________________________________
e)
Concepto de ácido y base__________________________________________________
Problema
Si durante la respiración se efectúa un intercambio gaseoso, ¿qué gases se encuentran
involucrados en este proceso?
_____________________________________________________________________________
¿El gas exhalado en la respiración es un producto del metabolismo celular?
_____________________________________________________________________________
Si la respuesta es afirmativa, ¿crees que exista alguna relación entre la cantidad de gas
exhalado y la actividad metabólica del individuo? _________________ ¿Por qué?______
______________________________________________________________________________
Debido a los movimientos de los músculos de las costillas y el diafragma, aumenta y
disminuye el volumen de la cavidad torácica.
¿Qué sucede durante la exhalación?
______________________________________________________________________________
¿Y durante la inhalación?
______________________________________________________________________________
124
Material, equipo y sustancias
Parte I
1
1
1
2
1
2
1
Probeta graduada de 250 mL
Vaso de precipitados de 500 Ml
Popote
Goteros
Tubo de vidrio de 15 cm
Bureta de 25 mL
Reloj con segundero*
100 mL Hidróxido de sodio al 0.04 %
2
mL Solución de fenoftaleína**
300 mL de agua destilada
Parte II
1
Globos del número 7
2
2
Envases de plástico no retornables de
1500 mL sin fondo*
Conexión en “Y”
Tubos de vidrio de 5 cm de largo y 3
mm de diámetro
Tapones horadados del número 4
1
1
2
2
Tramos de tubo de hule de 5 cm de
largo y 6 mm de diámetro
Par de guantes de cirujano grandes
1 m Masking tape
1
Pinzas para bureta
1
Soporte universal
Parte I
Desarrollo
1. Con la probeta mide 100 mL de agua en el vaso de precipitados. Agrega con un
gotero de tres a cinco gotas de la solución de fenoftaleína. ¿Hay algún cambio de
color? _____________________________________________________________________
Si no observas color, agrega unas gotas de hidróxido de sodio al 0.04 % hasta
obtener un color rosa. ¿La solución es ahora alcalina o ácida? ____________________
2. Un compañero de equipo en estado de reposo, con ayuda del tubo de vidrio,
burbujeará en la solución todo el aire exhalado durante un minuto exacto
(inhalando normalmente, pero exhalando a través del popote). Al soplar, debe
tener cuidado de que el agua no salpique fuera del vaso.
¿Qué cambios se observan en el color de la solución?___________________________
¿Qué indica esto con respecto al pH de la solución? ____________________________
¿Qué compuestos se forman cuando se burbujea CO2 en el agua? _______________
¿Cuántos segundos tomó? ___________________________________________________
3. Con la bureta de 25 ml agrega lenta y cuidadosamente, gota a gota, la solución de
NaOH al 0.04% a la solución contenida en el frasco agitando en forma constante.
Agregar hasta que se obtenga un color rosa constante. Anota el número de mililitros
de solución de NaOH empleados.

Material que debe proporcionar el estudiante.
125
4. Para calcular el CO2 producido y atrapado en el agua, se multiplica por 10 el número
de mililitros de la solución de NaOH necesarios para volver rosa la solución del vaso;
de esta manera se obtiene el número de micromoles de CO2 exhalado en un minuto.
5. Lava el material, enjuagándolo con agua destilada; repite el procedimiento desde el
punto número 1, pero ahora después de realizar algún ejercicio vigoroso durante 2 a
3 minutos antes de la prueba, y registra tus resultados en el cuadro correspondiente,
incluyendo, si es posible, los de los demás equipos para que obtengas un promedio.
¿Cuál es la diferencia en los resultados obtenidos en las dos actividades anteriores?
______________________________________________________________________________
¿Cuál es el significado de las variaciones en la cantidad de bióxido de carbono
calculadas?
______________________________________________________________________________
¿Qué indican estos resultados acerca de la actividad metabólica?
______________________________________________________________________________
PARTE II
1. Diseña un aparato en el que se simule el mecanismo a través del cual se realiza la
ventilación pulmonar. ¿Podrías anticipar el funcionamiento de esta “bomba de aire”?
___________________________________________________________________________
2. Coloca dos globos en el interior de dos envases, previamente desfondados, y realiza
las conexiones según se muestra en la siguiente figura. ¿Qué órganos del aparato
respiratorio simulan los globos?
___________________________________________________________________________
Figura 84.
126
Modelo guía para las conexiones
3. Al terminar las conexiones el fondo de los envases se sellará perfectamente con tela
de hule (que recortarás de los guantes de cirujano) y masking tape. ¿Qué músculo
representa la tela de hule?
____________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________
4. Al jalar la tela de hule hacia abajo, la presión dentro de los globos disminuye y,
debido a que la presión del aire es más grande afuera, ¿qué sucede con el aire?
____________________, ocasionando que los globos se _________________________.
5. Al soltar la tela de hule, disminuye el volumen de la cavidad y, debido a que los
globos son elásticos, éstos se _______________ ocasionando la ________________
del aire del aparato. ¿Qué relación se encuentra entre los fenómenos observados y
la ventilación pulmonar?
___________________________________________________________________________
Resultados
I.
Registra los resultados de los equipos obtenidos en la primera parte en el siguiente
cuadro.
Micromoles de CO2
en reposo por minuto
Micromoles de CO2
en ejercicio por minuto
II. En la segunda parte esquematiza tus observaciones en tu cuaderno indicando con
flechas la circulación del aire en el aparato durante las dos experiencias y concluye.
Conclusión
Con base en los problemas planteados y tu actividad en el laboratorio ¿qué conclusión
puedes obtener?
Parte I
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
Parte II
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
127
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Contesta las siguientes preguntas:
1. Si las plantas no poseen aparato respiratorio, ¿cuáles son las estructuras por donde
se efectúa el intercambio gaseoso?, ¿cómo llega el oxígeno a todas las células de
la planta?
__________________________________________________________________________
2. ¿Qué diferencia existe entre ventilación pulmonar y respiración?
__________________________________________________________________________
3. ¿Por qué en animales más complejos el intercambio gaseoso se realiza en
estructuras especializadas?
__________________________________________________________________________
4. ¿Por qué y cómo está relacionado el sistema circulatorio con
muchos animales pluricelulares?
la respiración en
__________________________________________________________________________
5. ¿Por qué las superficies respiratorias en los animales terrestres son internas?
__________________________________________________________________________
6. ¿Existe alguna diferencia en la forma en que toman el oxígeno los peces y las
hidras, ambos organismos acuáticos?
__________________________________________________________________________
7. ¿Por qué los pulmones son las estructuras más adecuadas para los vertebrados que
toman el oxígeno del aire?
__________________________________________________________________________
8. ¿Una planta y un animal necesitan la misma cantidad de oxígeno para realizar todas
sus actividades metabólicas? ¿Por qué?
__________________________________________________________________________
128
9.
En la figura 85 se muestran tres tipos de pulmones de vertebrados. Explica el por
qué de las diferencias y qué relación puede haber en cuanto a la eficiencia en cada
uno.
__________________________________________________________________________
Figura 85.
10. En la figura 86 marca las vías a través de las cuales pasa el aire hasta llegar a los
alveolos e indica el lugar en donde concreta el intercambio gaseoso.
Figura 86.
11. ¿Por qué la altitud afecta el transporte de gases y en consecuencia a la respiración?
__________________________________________________________________________
12. Consulta el libro Biología de Salomón, E.P., y C. Villée, e investiga cuáles son las
adaptaciones que para la ventilación pulmonar presentan las ballenas y los
hipopótamos.
129
2.3 EXCRECIÓN
La excreción se define como el proceso por el cual se eliminan desechos producto del
metabolismo celular. Los principales desechos generados de las actividades metabólicas
son: agua, bióxido de carbono y sustancias nitrogenadas.
El bióxido de carbono que genera la oxidación de carbohidratos es eliminado en su
mayoría por las estructuras respiratorias (tráqueas, branquias, pulmones, etc.). El agua y
los compuestos nitrogenados se desechan a través de estructuras y sistemas excretores
que, además, tienen la función de regular el medio interno, manteniendo constante la
composición química (materiales disueltos y concentración de iones) y líquidos (agua)
del medio intracelular con respecto a los cambios del medio externo (osmorregulación).
Debe tenerse cuidado al definir al concepto de excreción, porque a veces se confunde
con el de egestión; este último consiste en la eliminación de materiales no ingeridos ni
absorbidos en forma de heces; este proceso no puede ser de excreción puesto que el
material jamás formó parte del metabolismo del organismo ni ingresó en sus células, sino
que sólo pasó a lo largo del aparato digestivo. Los principales desechos nitrogenados
son amoniaco, ácido úrico y urea, éstos se obtienen de reacciones de desaminación de
los aminoácidos en donde el grupo amino se convierte en amoniaco. En los
invertebrados sus compuestos nitrogenados son excretados en forma de amoniaco, pero
en el cado de muchos otros ese compuesto se transforma de inmediato en otro menos
tóxico como el ácido úrico o la urea. El ácido úrico se forma a partir del amoniaco o del
metabolismo de los nucleótidos de los ácidos nucleicos. Es un precipitado de forma
cristalina poco soluble, razón por la que se elimina con poca agua. Entre los organismos
que eliminan sus desechos nitrogenados están los insectos, aves, caracoles pulmonados
(Helix sp) y ciertos reptiles.
La urea es un compuesto que se forma en el hígado a partir del amoniaco y bióxido de
carbono por una serie de reacciones que requieren enzimas específicas y energía que
se conoce como ciclo de la urea; este compuesto es mucho menos tóxico que el
amoniaco por lo que los organismos que la producen pueden acumularla de modo
temporal sin que sus tejidos sufran daños y también puede ser excretada en forma más
concentrada. Los organismos que eliminan este tipo de compuesto nitrogenado son
anfibios y mamíferos.
Aunque el agua no es producto tóxico ni de desecho, su nivel debe ser regulado con
cuidado tanto en las plantas como en los animales. En algunos casos el agua debe
conservarse, en tanto que en otros es necesario eliminarla, proceso que en la mayoría
de los animales está controlado por los aparatos excretores.
130
2.3.1 ESTRUCTURAS EXCRETORAS EN ANIMALES
Entre los animales más sencillos como las esponjas (Porífera) y la hidra (Hydra) no se
presentan estructuras especializadas para eliminar desechos metabólicos, lo hacen por
difusión desde el líquido intracelular hacia el medio externo.
En los invertebrados más grandes han evolucionado órganos especializados para la
excreción que también ayudan a mantener un equilibrio hídrico; en estos animales los
órganos se denominan nefridiales. En los plantelmintos y nemertinos este órgano recibe
el nombre de protonefridio (figura 87); estos órganos constan de túbulos cuyos extremos
internos son ciegos, voluminosos y ciliados; esas estructuras terminales se conocen
como células en flama (flamíferas). Hay un sistema de conductos exteriores ramificados
que conectan los protonefridios con el exterior. Las células flama se encuentran
inmersas en el líquido extracelular de modo que los desechos se difunden directamente
hacia esas células y de ahí hacia los conductos excretores que se abren como poros en
la superficie de la planaria. La principal función de la célula flamífera es regular el
contenido del agua del cuerpo.
Figura 87. En una planaria, los flagelos de las células flama eliminan el exceso de agua del cuerpo.
Otro tipo de órgano nefridial es el que presenta la lombriz de tierra (Lumbricus terrestris)
llamado metanefridio (conocido también como nefridio). Se trata de un tubo abierto por
los dos extremos; el extremo interno desemboca a la cavidad celómica en forma de
embudo ciliado (nefrostoma) que permite que el líquido del celoma pase al interior;
conforme ese líquido avanza por el largo y erollado tubo, va sufriendo cambios en su
composición, porque las sustancias como la glucosa y sales que aún pueden ser
utilizadas son reabsorbidas hacia la sangre; los desechos, por el contrario, se concentran
y eliminan por el otro extremo llamado nefridióporo. Cada uno de los tubos está rodeado
de una red de capilares, lo que permite la eliminación de los desechos de la sangre y el
regreso a la circulación de las sustancias todavía útiles (figura 88).
131
Figura 88. Sistema excretor de la lombriz de tierra. En cada segmento está presente un segundo nefridio. Los
nefridios recogen el fluido que contienen tanto los desechos como los materiales utilizados, los cuales son
retenidos a medida que el fluido avanza a través del tubo excretor.
Los animales de agua dulce disponen de suficientes cantidades de agua para eliminar
sus componentes nitrogenados en forma de amoniaco compuesto que se disuelve con
facilidad, pero en los animales terrestres éste es su principal problema, la falta de agua,
por lo que se ven en la necesidad de conservarla. Una medida de adaptación para este
fin se observa en los artrópodos (insectos), que realizan un proceso bioquímico en donde
el amoniaco se transforma en ácido úrico, compuesto nitrogenado mucho menos tóxico
que el amoniaco (la escasa toxicidad se debe en parte a su baja solubilidad); tan pronto
como la concentración de ácido úrico comienza a incrementarse, se precipita; en este
estado no ejerce ningún efecto bioquímico y puede eliminarse con poca agua. Esta
transformación se realiza en unas estructuras membranosas que reciben el nombre de
túbulos de Malpighi, colocadas sobre el tubo digestivo, las cuales guardan íntima
relación con el sistema circulatorio (figura 89).
Figura 89. En un saltamontes los túbulos de Malpighi absorben ácido úrico y agua de la sangre.
El agua se reabsorbe, pero el ácido úrico pasa al intestino y se excreta por el ano.
Las células de éstos extraen las sustancias solubles de la sangre y las traspasan a la
cavidad de los túbulos en donde se efectúa la selección de los productos de desecho, la
transformación bioquímica y la reabsorción de materiales útiles, entre ellos el agua. Los
túbulos de Malpighi no abren al exterior, sino en el intestino, por lo que los desechos se
eliminan junto con las heces. De este modo, los insectos se deshacen de sus
compuestos nitrogenados sin perder agua.
132
Los principales órganos de excreción de los vertebrados son los riñones. No es fácil
establecer homologías entre los diversos tipos de órganos excretores que se encuentran
en los vertebrados, ya que todos ellos presentan variaciones relacionadas tal vez con los
procesos de adaptación a las diferentes condiciones ecológicas, por lo cual se
comenzará por hablar del aparato excretor de los mamíferos tomando como ejemplo el
del hombre.
Los riñones humanos son órganos en forma de frijol cuyo tamaño aproximado
corresponde al de un puño cerrado, situados contra la pared dorsal del cuerpo hacia
ambos lados de la columna vertebral. Al igual que los demás órganos excretores, los
riñones se relacionan con el sistema circulatorio; reciben una extraordinaria cantidad de
sangre, más o menos el 20% de la sangre que bombea el corazón cada minuto. Ésta
llega a través de las arterias renales y sale del riñón por las venas renales.
La corteza y la médula de un riñón están constituidas, en términos aproximados, por un
millón de nefronas. La nefrona es la unidad estructural y funcional de los riñones; para
comprender la fisiología del riñón en conjunto se requiere comprender la de la nefrona.
Una nefrona consta de dos partes principales: un corpúsculo renal y un túbulo renal. El
corpúsculo está formado por un cáliz hueco con una doble pared de células llamado
cápsula de Bowman, y un ovillo esférico de capilares sanguíneos, el glomérulo, que se
proyecta dentro de la cápsula. El túbulo renal consta de tres regiones: El túbulo proximal
(cerca del glomérulo), el asa de Henle y el distal (lejano). Cada túbulo distal envía su
contenido hacia un conducto colector (figura 90).
Figura 90. Sistema excretor humano. Izquierda: anatomía. Derecha: dibujo (ampliado de un solo nefrón.
Hay aproximadamente un millón de nefrones en cada riñón.
133
El funcionamiento del nefrón está relacionado con el suministro de sangre que llega al
riñón, y es a través de la arteria renal que al llegar a éste se ramifica para formar una
serie de arteriolas que distribuyen la sangre a cada nefrona y forman los glomérulos
donde se filtra la sangre. Ésta sale del glomérulo y fluye por otro lecho capilar que rodea
la porción tubular de la nefrona, los vasos sanguíneos convergen y forman un sistema de
venas que originan la vena por la cual sale la sangre del riñón.
Los capilares del glomérulo tienen paredes muy delgadas atravesadas por poros
diminutos que permiten la filtración del agua, aminoácidos, glucosa, sales y urea de la
sangre al túbulo. El resto de la sangre sale de los glomérulos por una arteriola (eferente).
Luego que el filtrado glomerular entra en la cápsula de Bowman, pasa al sistema tubular
de la nefrona, donde se realiza la reabsorción y secreción tubular que lleva a la
formación de la orina.
Del 100% del filtrado glomerular sólo se excreta el 1%, el 99% se reabsorbe a la sangre
mediante la red de capilares que rodean al túbulo. La reabsorción del agua ocurre por
ósmosis y la de otras sustancias (iones de cloro y sodio, glucosa, aminoácidos y
vitaminas) por transporte activo. Esto se realiza en la porción proximal del túbulo.
Una vez que el filtrado se procesa, éste continúa hasta el tubo colector de ahí a la pelvis
del riñón, donde se une para formar una serie de embudos drenados por un conducto
llamado uréter. La orina es transportada a lo largo de los uréteres hacia la vejiga
mediante contracciones peristálticas espontáneas de las paredes uretrales ayudadas por
la gravedad. La vejiga es una bolsa musculosa elástica situada en la cavidad pélvica
arriba del hueso púbico; aquí la orina puede almacenarse de modo temporal. Ésta sale
por un conducto, la uretra, que varía en longitud según el sexo.
Al igual que los riñones humanos, los de los demás vertebrados se componen de
numerosas nefronas. Sin embargo, se presentan algunas diferencias estructurales que
se relacionan con el medio en el cual viven estos animales.
En el proceso de mantener constante la composición química del medio interno, se
eliminan muchos productos de desecho del metabolismo. En esta función los riñones son
auxiliados por otros órganos.
Debido a la acción de las glándulas sudoríparas, la piel actúa como un órgano de
excreción; éstas extraen el agua, la urea (en muy pequeñas cantidades) y algunas sales
de la sangre, las que se liberan en la superficie de la piel. La excreción del agua por las
glándulas sudoríparas forma parte del mecanismo de regulación de la temperatura del
cuerpo.
Los pulmones son también órganos de excreción en cuanto eliminan el bióxido de
carbono y el agua durante el intercambio gaseoso.
Ciertas sales como las de hierro y calcio son excretadas en forma directa a la cavidad
del intestino por las células epiteliales que lo tapizan. Éstas abandonan el cuerpo a
través del intestino junto con las heces fecales.
134
El hígado es también un órgano de excreción, pues fabrica los pigmentos biliares
durante el proceso de descomposición de la hemoglobina a partir de los restos de los
glóbulos rojos; los pigmentos biliares penetran en el intestino mediante los conductos
biliares comunes. Junto con las sales metálicas mencionadas son los únicos
componentes de las heces fecales que pueden ser considerados desechos metabólicos
propiamente dichos.
2.3.2 EXCRECIÓN DE LAS PLANTAS
Por varias razones, la excreción en las plantas no es un problema de difícil solución. En
primer lugar, la tasa catabólica en las plantas es mucho menor que en los animales; en
consecuencia, los desechos metabólicos se almacenan más despacio. En segundo
lugar, las plantas verdes utilizan gran parte de los productos de desecho del catabolismo
en sus procesos anabólicos. El agua y el bióxido de carbono, productos de la
respiración, se utilizan en la fotosíntesis; las plantas pueden emplear los desechos
nitrogenados en la síntesis de nuevas proteínas, lo cual reduce su necesidad de
excreción.
En las plantas acuáticas, los desechos metabólicos se difunden libremente del
citoplasma al agua circundante ya que ninguna célula se halla a gran distancia de ésta y
la concentración de desechos en el interior de la célula sobrepasa la concentración de
ésta en el agua. El único producto metabólico que no cumple con lo anterior es el agua,
que no se puede eliminar por ósmosis dadas las diferencias de concentraciones entre la
célula y el medio, lo que favorece un flujo continuo de agua ambiental hacia el interior de
la célula. A medida que el agua penetra, la presión en el interior de la célula llega a ser
equivalente a la presión osmótica, se establece equilibrio hídrico entre el contenido
celular y el medio.
En las plantas terrestres, los desechos como las sales de ácidos orgánicos se
almacenan en la planta; estos desechos pueden ser almacenados en forma de cristales
o disolverse en el fluido de la vacuola central. En las especies herbáceas, los productos
de desecho permanecen en las células hasta que las hojas caen en el otoño. En las
plantas perenes los desechos se depositan en el duramen no viviente del tallo o son
eliminados al producirse la caída de las hojas.
135
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Contesta las siguientes preguntas.
1. ¿Qué relación existe entre el sistema excretor y el sistema circulatorio en
organismos complejos?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. ¿Cuál es la razón por la que algunos organismos eliminan amoniaco, ácido úrico urea
y otros más?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. ¿Por qué los sistemas excretores actúan como reguladores hídricos en los
animales?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
4. ¿Cuál es la reacción entre el funcionamiento del nefrón y el suministro de sangre que
llega al riñón?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
5. ¿Cuáles son los procesos involucrados en la formación de la orina?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
6. ¿Cuál es la composición química de la orina?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
7. ¿La composición y concentración de la orina es igual en todos los vertebrados? ¿Por
qué?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
8. ¿Por qué se siente sed?
___________________________________________________________________________
136
9. En la siguiente figura 91 se muestran las diferencias que a nivel de las nefronas
presentan algunos vertebrados. ¿A qué se deben dichas diferencias y qué relación
existe con el medio en que habitan?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Figura 91. Comparación de los riñones de los vertebrados. En cada caso, la estructura del nefrón
está relacionada con el papel que juega en el mantenimiento de un contenido de agua apropiado dentro del animal.
10. ¿Cuál es la función de los diuréticos?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
11. Menciona otras estructuras que también funcionan como órganos de excreción.
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
12. ¿Por qué las heces fecales no son consideradas desechos metabólicos?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
13. ¿Por qué las plantas no necesitan un sistema excretor como los animales?
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
137
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Recuerda que como resultado de las reacciones metabólicas de las células se producen
sustancias de desecho que los organismos eliminan al medio.
Las plantas no tienen órganos excretores especializados; los productos de la respiración
los eliminan a través de estomas, pelos radicales y lenticelas; otros desechos se
almacenan en el cuerpo de la planta.
En los animales sencillos la difusión es el principal mecanismo para eliminar los
desechos; en los más complejos hay sistemas excretores que efectúan procesos de
filtración, reabsorción y secreción para formar la orina; el bióxido de carbono es
desalojado por las superficies respiratorias.
Los sistemas excretores no sólo contribuyen a desalojar del cuerpo las sustancias
dañinas, también participan en el mantenimiento del equilibrio hídrico y en la regulación
de la composición química de los líquidos corporales.
138
2.4 TRANSPORTE
Uno de los problemas de los organismos pluricelulares es hacer llegar a sus células los
nutrientes y el oxígeno; asimismo, remover de ellas las sustancias de desecho que se
generan durante el metabolismo.
En los organismos más sencillos el problema se resuelve mediante la difusión y el
transporte activo, ya que su cuerpo es delgado y ninguna célula queda muy alejada del
medio. En los más complejos encontramos tejidos, órganos y sistemas especializados
para efectuar el transporte de materiales.
2.4.1 TRANSPORTE EN LOS ANIMALES
En los animales, las células dejan espacios que ocupa el llamado líquido intersticial, el
cual constituye un medio para el intercambio de nutrientes, oxígeno desechos
metabólicos y otras sustancias.
En las esponjas este líquido circula mediante los flagelos que presentan algunas células.
En hidras (Hydra) y platelmintos el transporte de dichas sustancias se realiza por difusión
a través de este líquido, que circula por movimientos de contracción de las células
musculares de su cuerpo. El transporte por este medio es eficiente para organismos
pequeños y delgados, ¿resultará eficiente este medio de transporte para los animales
más grandes y más activos? Definitivamente no, ya que por ser éstos de mayor tamaño
muchas células quedan alejadas de las superficies de intercambio (digestiva, respiratoria
y excretora) y el movimiento de nutrientes a través de este líquido sería muy lento y no
abastecería con rapidez a las células; lo mismo pasaría con los desechos, los que
elevarían su concentración en los tejidos, dañándolos.
En el curso del desarrollo evolutivo de los animales aparece el sistema circulatorio que
sirve de enlace entre las superficies de intercambio. Este sistema posee una sustancia
líquida, la sangre, que se mueve a través del cuerpo en un sistema continuo de vasos, y
recoge los nutrientes del tubo digestivo y el oxígeno de las superficies respiratorias,
conduciéndolos hacia las células; asimismo, remueve de éstas los productos de
excreción llevándolos hacia los órganos excretores. A medida que los animales se hacen
más complejos, desarrollan un sistema de bombeo, corazón u órgano similar, para
impulsar la sangre, lo que aumenta la velocidad y la eficacia del transporte (figura 92).
El sistema circulatorio es de dos tipos: abierto y cerrado.
En los sistemas abiertos el corazón impulsa la sangre a los vasos y desemboca en
lagunas sanguíneas donde el líquido circulante baña las células, efectuándose los
intercambios. De las lagunas, otros vasos la recogen y la envían de regreso al corazón;
este sistema es característico de artrópodos (insectos, arañas, crustáceos) y moluscos.
En estos organismos, la sangre se llama hemolinfa y puede contener pigmentos
respiratorios.
139
Los sistemas cerrados son propios de anélidos y vertebrados y se denominan cerrados
porque la sangre permanece en los vasos; las células están separadas de la sangre por
las paredes de los vasos sanguíneos y por los espacios entre éstos y las células; estos
espacios contienen la linfa, fluido acuoso donde se realiza el intercambio de materiales
entre los tejidos y la sangre.
Una ventana de los sistemas cerrados es que la sangre puede ser bombeada del
corazón al cuerpo a una presión más elevada; esto es importante para forzar el paso de
las sustancia a través de los capilares al líquido intersticial y dentro de los túbulos del
riñón (nefronas).
Figura 92. Sistemas circulatorios de hidra, nemertea, lombriz de tierra, cangrejo y gato.
La sangre está formada por una porción líquida y una porción sólida. La porción líquida
constituye el plasma, que contiene agua y sustancias disueltas (azúcares, aminoácidos,
proteínas y grasas), minerales, gases (O2 y CO2), y desechos nitrogenados (urea), así
como sustancias reguladoras (hormonas).
140
La porción sólida está formada por células que en los vertebrados son de tres tipos
principales: los glóbulos blancos o leucocitos encargados de la defensa del organismo;
las plaquetas que participan en los mecanismos de la coagulación de la sangre y los
glóbulos rojos o eritrocitos que contienen hemoglobina cuya función es transportar
gases.
Los vasos sanguíneos son las arterias, venas y los capilares.
Las arterias conducen la sangre del corazón a los tejidos. Las venas regresan la sangre
de los tejidos al corazón, éstas presentan válvulas que impiden el retorno de la sangre a
través de la vena. Los capilares sanguíneos comunican las arterias con las venas, éstos
tienen paredes muy finas; es a través de estos capilares que los tejidos y la sangre
intercambian materiales por difusión y transporte activo.
El corazón es un órgano muscular que impulsa la sangre mediante movimientos de
contracción a través de los vasos, formando un circuito cerrado (figura 93).
Figura 93. Esquema general de un aparato circulatorio.
Las modificaciones que se presentan en el sistema circulatorio atendiendo a la
complejidad del organismo se observan principalmente en el corazón.
En los anélidos, moluscos y artrópodos el corazón ocupa la posición dorsal, mientras que
en los vertebrados tiene una posición ventral, y existe una tendencia a dividirse en
cavidades, las cuales se denominan aurículas y ventrículos. Las aurículas de paredes
delgadas reciben la sangre que proviene de los tejidos (sangre venosa) y los ventrículos
de paredes musculares impulsan la sangre del corazón hacia los tejidos (sangre arterial).
En los animales vertebrados se encuentra un segundo sistema de transporte
denominado sistema linfático, que auxilia en sus funciones al sistema circulatorio.
141
Cuando la sangre circula en los capilares sanguíneos ejerce cierta presión sobre ellos, lo
que fuerza la salida del agua y materiales disueltos en ella (líquido intersticial). Esta
presión es mayor del lado arterial del capilar. En el extremo venoso del capilar la presión
de la sangre es menor y, por lo tanto, al capilar regresa parte del líquido intersticial por
ósmosis. Esto sucede porque dentro del capilar la concentración de proteínas es mayor
que la del agua en comparación con el líquido intersticial que le rodea. Pero no todo el
líquido regresa de esta manera a la sangre, parte de él pasa a pequeños tubos llamados
vasos linfáticos que se localizan en los espacios intercelulares. Éstos se unen para
formar vasos más grandes que vacían su contenido a la sangre muy cerca del corazón,
en el llamado ducto torácico. De esta manera, el líquido que sale de los capilares es
removido de los tejidos e incorporado de nuevo a la circulación sanguínea.
A través del sistema linfático se encuentran los ganglios linfáticos que actúan como filtros
que retienen bacterias; éstas son fagocitadas por las células de los ganglios, atrapan
cuerpos extraños y participan en la elaboración de anticuerpos.
Las microvellosidades del intestino delgado contienen vasos linfáticos que absorben las
grasas y el colesterol, luego éstos conducen dichas sustancias al torrente circulatorio. Se
puede decir que el sistema linfático complementa la función del sistema vascular
sanguíneo (figura 94).
Figura 94. Sistema linfático. a) Diagrama de la relación entre el sistema linfático y
el sistema circulatorio. b) Diagrama esquemático del sistema linfático.
142
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Observa las figuras 95 y 96 y contesta las preguntas correspondientes.
1. La figura 95 representa un modelo de sistema circulatorio abierto:
a) ¿Qué animales tienen este tipo de sistema circulatorio?
________________________________________________________________________
b) ¿Por qué es suficiente para ellos?
________________________________________________________________________
2. La figura 96 es un modelo de sistema circulatorio cerrado:
a) ¿Qué tipo de animales poseen este sistema circulatorio?
________________________________________________________________________
b) ¿Por qué es eficiente para ellos?__________________________________________
c) ¿Será eficiente un sistema abierto para un animal grande y muy activo ________
______________________________________________________________________
d) ¿Por qué?______________________________________________________________
Figura 95.
Figura 96.
143
3. Señala qué función desempeñan los capilares sanguíneos de las siguientes
estructuras (figura 97).
Figura 97.
a) ¿Hacia dónde se conduce el oxígeno y los alimentos?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
b) ¿De dónde recogen los capilares sanguíneos los desechos metabólicos?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
c) ¿Qué funciones tiene una arteria y una vena?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
d) ¿Cómo auxilia en sus funciones al sistema linfático el sistema circulatorio?
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
144
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Recuerda que no sólo entre la superficie corporal y el ambiente hay intercambios de
materia, también se presentan en el interior de un organismo pluricelular entre el líquido
extracelular y las células en los animales sencillos, y en los más complejos entre la
sangre; el líquido extracelular y las células. El sistema circulatorio mueve nutrinetes y
gases hacia ellas y remueve los desechos; por lo tanto, debido a las relaciones qu existe
entre éste y las superficies de intercambio constituye un eslabón entre las células y el
medio externo.
Aunque las plantas no poseen un sistema circulatorio como el de los animales, sí
presentan un sistema vascular que lleva los nutrientes hacia los sitios donde se realiza la
fotosíntesis, así como alimentos a todas las células. Dicho sistema no recoge desechos
ni realiza transporte de gases, pues como recordarás, algunos de estos se almacenan en
la planta y se difunden a través de los espacios intercelulares en la misma.
145
RECAPITULACIÓN
A continuación, te presentamos una síntesis de los aspectos más relevantes de este
capítulo. Revísalo las veces que sea necesario.
La siguiente tabla muestra las estructuras que participan en los procesos metabólicos de
hongos y plantas.
Nutrición
Respiración
Intercambio
Gaseoso
Transporte
Sistema
Circulatorio
Eliminación
de Desechos
Hongos
Heterótrofa:
Saprofita y
Parásito
Difusión
Difusión
Difusión
Plantas
Autótrofa
Difusión
Meatos aéreos
Estomas
Lenticelas
Difusión
Xilema
Floema
Difusión
Estomas
Lenticelas
146
Los animales presentan nutrición heterótrofa: holozoica y parásita.
Estructuras que participan en los procesos metabólicos en animales:
PHYLUM
NUTRICIÓN
RESPIRACIÓN
TRANSPORTE
EXCRECIÓN
INTERCAMBIO
SISTEMA
ELIMINACIÓN
GASEOSO
CIRCULATORIO DE DESECHOS
un Difusión por
Difusión
y Difusión
superficie corporal. amebocitos.
Porifera
(esponjas)
Intracelular
solo orificio.
Coelenterata
(hidras, corales,
medusas,
etcétera)
Extra e
intracelular un
solo orificio.
Difusión por
Difusión por
superficie corporal. superficie
corporal.
Difusión
Extra
e
intracelular
un
solo orificio.
Extracelular
ya
tiene boca y ano.
Difusión por
Difusión
superficie corporal. cutánea.
Protonefridios
Difusión por
Difusión
superficie corporal. cutánea.
Protonefridios
Extracelular tubo
digestivo con dos
orificios.
Extracelular tubo
con boca y ano,
glándulas
digestivas
Extracelular
partes
Bucales
adaptadas para
picar, chupar,
lamer, etcétera.
Extracelular boca
ventral ano
apical.
Branquias y
cutánea.
Difusión tubos
cerrados.
Nefrídios y
nefrostoma.
Branquias y
pulmones muy
simples.
Amebocitos
Nefrídios y
circulación
nefrostoma.
lagunar y abierta.
Branquias y
tráqueas.
Hemolinfa
Túbalos de
circulación
malpighi
lagunar y abierta.
Difusión y
branquias
dérmicas.
Difusión aparato
hemal.
Células
amiboideas
Branquias,
cutánea,
pulmones.
Sangre y linfa,
corazón ventral.
Riñones y
neuronas.
Plathelminthos
(gusanos planos)
Nemathelmintes
(gusanos
cilíndricos)
Annelida
(lombriz de tierra
y otros)
Mollusca
(caracoles,
pulpos, almejas,
etcétera).
Arthropoda
(mariposas,
camarones,
arañas, etcétera)
Echinodermata
(erizos y estrellas
de mar, etcétera).
Extracelular
partes bucales:
Chordata
roen, trituran,
(peces, aves,
desgarran,
hombre, etcétera). etcétera,
glándulas
digestivas.
147
ACTIVIDADES INTEGRALES
Lee con atención los siguientes enunciados y selecciona las opciones que contesten
correctamente a cada uno:
1. Característica exclusiva de los Hongos. (
)
a) Tienen una digestión sólo intracelular.
b) El transporte de los componentes inorgánicos y orgánicos se lleva a cabo por
xilema y floema respectivamente.
c) El transporte de los componentes orgánicos e inorgánicos se lleva a cabo a
través de los poros que tienen las células septadas.
d) El intercambio de gases se lleva a través de las lenticelas y estomas.
2. Característica exclusivas de plantas. (
)
a) Su digestión es extracelular.
b) La circulación de agua y sustancias en solución se efectúa a través del tejido
del xilema.
c) La circulación del agua se lleva a cabo sólo por difusión de las
membranas celulares.
d) Su nutrición es por quimiosíntesis exclusivamente.
3. De acuerdo con las estructuras que participan en la captación, digestión y absorción
de sustancias alimenticias selecciona la opción donde la correspondencia sea la
correcta a cada enunciado.
Caracteristicas
Grupos
(
) Sistema digestivo ramificado e incompleto por la ausencia
de ano. Algunos no tienen por ser parásitos. Digestión
extracelular e intracelular.
a) Annelida
(
) Boca rodeada de tentáculos y unida a una cavidad
digestiva con células digestivas. Digestión extracelular e
intracelular.
b) Porifera
(
) Tubo digestivo con boca, ano y secciones diferenciadas.
c) Cnidaria
(
) Presentan digestión intracelular después que el alimento
es capturado por las células flageladas (coanocitos) de la
cavidad gastral.
d) Platyhelmintos
148
e) Protocordados
4. De acuerdo con las estructuras que participan en el aparato circulatorio selecciona
la opción donde la correspondencia sea la correcta a cada grupo.
( ) Su aparato circulatorio es cerrado, tiene un vaso dorsal,
uno ventral y vasos laterales que rodea al aparato
digestivo, algunos de ellos actúan a manera de corazón.
a) Artropodos.
(
) Su aparato circulatorio es lagunar y abierto ya que la
hemolinfa se vierte en las lagunas celómicas. Vaso dorsal
contráctil.
b) Anélidos.
(
) El corazón es curvado con forma de “S” con un seno
venoso y una aurícula.
c) Anuros.
( ) Su corazón tienen un tabique interauricular que tiende a
separar la aurícula en don mitades. Poseen un sólo
ventrículo.
d) Peces
( ) El ventrículo de este organismo está separado en dos
mitades por medio del tabique interventricular.
e) Cocodrilos.
5. Son las estructuras que participan en el intercambio de gases en los artrópodos ( )
a) Pulmones
b) Tráqueas c) Branquias
d) Nefridios
6. De acuerdo a las estructuras que participan en el sistema excretor selecciona la
opción donde la correspondencia sea la correcta a cada grupo.
( ) Poseen un par de tubos excretores llamados nefridios en
cada segmento que comunican la cavidad del cuerpo con
el medio externo a donde expulsan las sustancias de
desecho.
a) Artrópodos
( ) Tienen túbulos de Malpigio que son estructuras tubulares
que salen del aparato digestivo a modo de sacos ciegos.
También tienen glandula rectal.
b) Reptiles, aves y
mamíferos.
( ) Poseen metanefridios, esto es cuando el glomérulo queda
totalmente encerrado en la llamada cápsula de Bowman.
c) Lombrís de tierra
( ) Serie de tubos ramificados a lo largo de su cuerpo que
terminan en células flamígeras.
d) Chapulín
(
e) Planaria
) El nefron es la unidad de su sistema excretor en su
extremo cerrado llamado cápsula de Bowman se realiza
el proceso de filtrado, a través de los vasos capilares.
149
f) Humano
AUTOEVALUACIÓN
A continuación te proporcionamos las respuestas que debiste dar a las Actividades
Integrales, compáralas y si tuviste algún error, te sugerimos repasar los temas de este
capitulo.
1. c
2. b
3. d, c, a, b
4. b, a, d, c, e
5. b
6. c, a, b, d, e
150
RECAPITULACIÓN GENERAL
Considerando el sistema de clasificación de Whittaker y como complemento a los dos
reinos de organismos unicelulares estudiados en Biología I, se reconocen a continuación
los tres reinos de organismos pluricelulares que se estudiaron en el presente fascículo.
También se ubican los grupos representativos de cada uno de ellos.
DIVERSIDAD
de
PLURICELULARES
está constituido por
HONGOS
son
PLANTAS
son
ANIMALES
son
QUITRIDOS
BRIOFITAS
ZIGOMICETOS
PTERIDOFITAS
CELENTERADOS
ASCOMICETOS
CONIFEROFITAS
PLATELMINTOS
BASIDIOMICETOS
ANTOFITAS
ESPONJAS
NEMATODOS
ANÉLIDOS
MOLUSCOS
EQUINODERMOS
ARTRÓPODOS
CORDADOS
tienen
IMPORTANCIA
BIOLÓGICA
SOCIAL
151
ECONÓMICA
En la figura 98 se relacionan las actividades metabólicas de un organismo; analiza su
contenido, lo cuál te permitirá hacer una síntesis.
Figura 98.
152
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
I. Selecciona la opción que dé respuesta a los siguientes cuestionamientos y escríbela
dentro del paréntesis correspondiente.
1. Unidad estructural que caracteriza
generalmente es multinucleada. ( )
a) Pseudópodo
a
b) Hifa
los
hongos
c) Micelio
pluricelulares y que
d) Flagelo
2. A este grupo pertenecen hongos comúnmente conocidos como setas, champiñón
y huitlacoche. ( )
a) Zigomicetos
b) Quitridiomecetos
c) Ascomycetos
d) Basidiomycetos
3. Dos de las características de estos organismos son las de presentar pared
celular constituida de celulosa y pigmentos fotosintéticos. ( )
a) Esponjas
b) Zooplancton
c) Amibas
d) Plantas
4. Ejemplo de plantas que presentan como órganos raíz, tallo y fronda y que
para reproducirse forman esporas haploides ubicadas en los soros. ( )
a) Esponjas
b) Zooplancton
c) Amibas
d) Plantas
5. Dentro del reino de las plantas es el grupo que presenta semillas desnudas. (
a) Briofitas
b) Gimnospermas
c) Fanerógamas
)
d) Pteridofitas
6. De acuerdo a las estructuras que participan en la captación, digestión y absorción
de sustancias alimenticias en los animales, selecciona la opción en la que los
organismos se ordenan de menor a mayor complejidad. ( )
a) Platyhelmintos, Porifera, Annelida
b) Annelida, Platyhelmintos, Porifera.
c) Porifera, Annelidos, Platyhelmintos.
d) Porifera, Platyhelmintos, Annelidos.
153
7. Los artrópodos son ejemplo de organismos que reúnen las siguientes características
taxonómicas. ( )
a) Presencia de celoma y cuerpo segmentado.
b) Ausencia de celoma y cuerpo segmentado.
c) Simetría radial y cuerpo no segmentado.
d) Simetría bilateral y cuerpo no segmentado.
8. Grupo de organismos saprófitos que intervienen en la degradación de materiales
como madera, queratina, celulosa, tela cuero o que se usan para la elaboración de
quesos, antibióticos, pan, vino y cerveza. ( )
a) Hongos
9.
b) Plantas
c) Animales
d) Protozoarios
Estos organismos se alimentan absorbiendo moléculas alimenticias procedentes
del ambiente generalmente
después de
haberlas digerido mediante la
secreción de enzimas extracelulares hidrolíticas. ( )
a) Hongos
10. Son las estructuras
plantas. ( )
b) Plantas
que
c) Animales
participan
d) Protozoarios
en el intercambio de gases de
las
a) Lentécelas y estomas.
b) Epidermis y endodermos.
c) Amiloplastos y lenticelas.
d) Cromóforos y cloroplastos.
11. Es el tejido que transporta las sustancias nutritivas a todas las partes de una
planta vascular. ( )
a) Epidermis
b) Xilema
c) Floema
d) Parénquima
12. Son las estructuras que participan en el intercambio de gases en los artrópodos,
peces y vertebrados terrestres, respectivamente. ( )
a) Pulmones, traqueas y branquias.
b) Traqueas, branquias y pulmones.
c) Branquias, traqueas y pulmones.
d) Pulmones, branquias y traqueas.
13. Es la estructura principal que forma parte del riñón del aparato excretor en el
humano. ( )
a) Metanefridio
b) Células flamígeras
154
c) Tubos de malpighi
d) Nefrona
II. Observa la figura 99 y después realiza las siguientes actividades:
1.
Marca con flechas las relaciones que se establecen entre los sistemas de un
organismo como el hombre.
2.
Traza la ruta que dichas sustancias siguen para llegar a las células, así como para
las sustancias que salen de ellas. Usa color rojo para las entradas y azul para las
salidas.
MEDIO
EXTERNO
Carbohidratos
Proteínas
MEDIO INTERNO
Metabolismo del
individuo
Sistema
digestivo
Grasas
Vitaminas
Heces fecales
Sistema
circulatorio
Desechos
nitrogenados
Oxígeno
Bióxido de carbono
Agua
Sales minerales
Nutrientes
Agua
Sales minerales
MEDIO
EXTERNO
Células
del cuerpo
Sistema
respiratorio
Sistema
excretor
Figura 99.
3.
Con las palabras que se marcan a los lados (medio externo), elabora una lista de las
sustancias del medio que son nutrientes y otra de los desechos producto del
metabolismo.
Nutrientes
Desechos
4. ¿Cuáles son los sistemas que se comunican con el exterior?
_______________________________________________________________________
6. ¿Por qué durante el proceso evolutivo las estructuras se han complicado en algunos
organismos y en otros no?
______________________________________________________________________
155
AUTOEVALUACIÓN
En tus respuestas a las Actividades de Consolidación debiste elegir las siguientes
respuestas:
I.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
(b)
(d)
(d)
(a)
(b)
(d)
(a)
(a)
(a)
(a)
(c)
(b)
(d)
II. En tus respuestas de este apartado debiste considerar lo siguiente:
1. En las relaciones que se establecen entre los sistemas marcar que todos están
relacionados para permitir el metabolismo del individuo como un todo.
2. Las flechas rojas deben relacionar los nutrientes con la superficie por la cual
penetran, los gases con la superficie que los intercambia y los desechos
metabólicos con flechas azules a partir del sistema que los elimina al exterior.
3. Como nutrientes aquellas sustancias del medio que el organismo incorpora para
efectuar su metabolismo y como desechos las sustancias que resultan del
metabolismo, que ya no son utilizadas por las células y los residuos digestivos.
4. Los sistemas que comunican con el exterior son aquellos que tienen una parte en
contacto con éste.
5. El grado de complejidad estructural del organismo y posibilidad de que sus células
intercambien materiales entre ellas mismas y con el medio externo y la adaptación
del organismo al medio que habita.
156
ACTIVIDADES DE GENERALIZACIÓN
Las plantas han sido de suma importancia en toda la historia del hombre, pues ellas
representaron su primera fuente de alimento; más tarde con ellas aseguraba su salud, y
aprendió a procesarlas para obtener fibras, sustancias, entre otros productos necesarios
para su supervivencia. Para que tengas una idea más clara respecto a esto, diferente a
la expuesta en este fascículo, consulta el libro de Lozaya, X., Los señores de las plantas.
Medicina y herbolaria en Mesoamérica, de Ed. Pangea, México, 1990.
Del mismo autor y editorial puedes leer, también, El preguntador del rey Francisco
Hernández, libro en que podrás darte cuenta la gran variedad de plantas que eran
consumidas y utilizadas por los habitantes de Mesoamérica mucho antes de la llegada
de los españoles a América, cómo la flora y la fauna de México se incrementaron en
diversidad al transportar de Europa a México nuevas especies vegetales.
Visita un parque natural o reserva natural recreativa para que aprecies la gran variedad
de seres vivos que ahí existen y, considerando la importancia de cada uno de ellos en la
comunidad, trata de explicar qué sucedería si disminuyera la diversidad en dicha zona.
Consigue algunas hojas de resultados de análisis clínicos de biometría hemática,
química sanguínea y exámen general de orina.
Al analizar los datos que reporta la hoja de biometría hemática:
¿Qué información proporciona?
¿Cuál es la cantidad normal de glóbulos rojos y blancos?
¿Cuáles son los tipos de glóbulos blancos? ¿Qué porcentaje de cada uno son los
normales?
En la hoja de química sanguínea:
–
–
–
–
–
¿Cuáles son los compuestos químicos que se determinan?
¿Cuál o cuáles identificas como compuestos productos del metabolismo?
¿Cuáles compuestos aún pueden metabolizarse?
¿Cuál es la concentración normal de glucosa en la sangre?
¿Qué indica que en un análisis de química sanguínea se encuentren compuestos
producto de un metabolismo y compuestos aún no metabolizados?
En la hoja correspondiente al análisis general de orina:
–
–
¿Qué aspectos se examinan?
¿Qué tipo de elementos presentes en la orina puede indicarnos anomalías en el
metabolismo del individuo?
157
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
ALEXANDER, P. Biológia. Prentice may, México, 1992. (Ilustraciones)
ALEXOPOULOS, C. J. Introducción a la Micología. EUDEBA, Buenos Aires, 1977.
ALONSO-VEGA, h.; Bañares, A. Y Guerrero, R. Et al. Hacia la naturaleza Proyecto
MT65, Alambra, España, 1978.
ANAYA, H. El maravilloso mundo de los insectos. Rev. Georg. Univer., vol.1, n.4,
México, pp.455-482.
Atlas del Mundo Animal. Selecciones de Reader’s Digest.
BARNES, R. D. Zoología de los invertebrados. Ed. Interamericana, México.
BELL, C. R. Variación y clasificación de las plantas. Serie Fundamentos de Botánica.
Herrero, Hnos., México.
BOOLOOTIAN, R. A. Fundamentos de Zoología. Limusa, México, 1985.
BURNETT, M. A. Fundamentals of Mycology. Eduard Arnold Publishers Ltd.,
Londres.1968.
COCKRUM, E. L. y McCauley, W. J. Zoología. Ed. Interamericana, México, 1984.
CURTIS, H. y Barnes. Biología. Ed. Médica Panamericana, España, 5ª Edición, 1993.
CURTIS, H. Biología. Ed. Médica Panamericana, Sao Paulo, Brasil, 1991. (Ilustraciones)
DEACON, J. W. Introducción a la micología moderna. Limusa-Noriega, México, 1990.
DELEVORYAS, t. Diversificación vegetal Serie Biología Moderna, CECSA, México,
1979.
ESPINOZA, F., y K. Miralles Biología. Ed. Alambra, 1988.
FANCELLO, O. El camino de la ciencia II. De la molécula al hombre. Consejo Nacional
para la Cultura y las Artes, Grijalbo, México, 1985.
FREÍD, G. H. Biología. McGraw-Hill Interamericana de México, 1990.
FRICA, H. Biología. Ed. Mc Graw-Hill, 1991.
FUNDER, S. Practical Mycology. Manual for identification of fungi. Hafner Publishing Co.
Inc., Nueva York, 1970.
158
HEYWOOD, V. H. Las plantas con flores. Ed. Reverté México, 1985. (Ilustraciones)
HOLMAN, R. N. y Robbins, W. W. Botánica general. UTHEA, México, 1965.
Hombre. CECSA, 1986.
KIMBALL, J. W. Biología. Fondo Educativo Interamericano, 1980.
LIRA, G. E. I.; Mudespacher, C. y Cifuentes, Z. J. L. Guía ilustrada de animales marinos
venenosos de México y el Caribe, Limusa-Noriega, México, 1989.
MARGULLIS, L. Schwarts, K. V. Cinco reinos. Guía ilustrada de los pila de la vida en la
Tierra. Edición Popular, Fac. de Ciencias, UNAM, México, 1981.
NASON, A. Biología. Ed. Limusa, 1989.
NELSON, G. E. Conceptos fundamentales de biología. Ed. Limusa, 1982.
OTTO, J. H. y Towle, A. Biología moderna. Ed. Interamericana y McGraw-Hill, México,
1988.
PICONES, M. A. Estudio de la forma de los seres vivos. Serie fascículos modulares de
Biología para la enseñanza media superior, CECSA, México, 1983.
PURVES S. w. k., ET AL. Vida; la ciencia de la Bilogía. Ed. Panamericana. Sexta
edición, México, 2003.
SHERMAN, I., y V. Sherman. Biología. Ed. McGraw-Hill, 1987.
SHERMAN, W.I. y Sherman., G. V. Biología; perspectiva humana. McGraw-Hill, México,
1991.
SINNOT, E. W. y Wilson, K. S. Botánica, principios y problemas. CECSA, México, 1963.
SMALLWOOD, N. L. Biología. Ed. Publicaciones Cultural, 1991.
SMITH, G. Cryptogamic Botany.Serie Bryophytes and Pteridophytes, vol. II. International
Student Edition. Mc Graw-Hill, USA, 1955.
SOLOMON, E. P. Y C. Villée. Biología. Ed. Interamericana, 1987.
SOLOMON, E. P.; Ville, C. A. Y Davis, P. W. Biología, Ed. Interamericana, México, 1987.
STARR, C. Biology concepts and applications. Wadsworth Publishing. Co., Belmont,
California, 1991.
VIEDMA, M. G.; Bargaño, J. R. Y Notario, A. Introducción a la entomología. Alambra,
España, 1985.
VILLÉE, C. Biología. Ed. Interamericana, 1987.
159
WALLACE, R. A. Plantas y animales, 1992. (Ilustraciones)
WEIER, T. E. y Stocking, G. R. Botánica general. Limusa, 5a. ed., México, 1979.
WILCH, C. A., D. I. Arnold y J. Fishleder. Ciencias biológicas De las moléculas al
160
COLEGIO DE BACHILLERES
BIOLOGÍA II
FASCÍCULO
2. INTEGRACIÓNY Y CONTROL
CONTROL DE
FASCÍCULO
2. INTEGRACIÓN
DE
FUNCIONES
IRRITABILIDADYY
FUNCIONES:
IRRITABILIDAD
HOMEOSTASIS
HOMEOSTASIS
Autor: Abigaíl de Jesús González Peña
2
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
5
PROPÓSITO
7
CAPÍTULO 1. INTEGRACIÓN Y CONTROL DE
FUNCIONES: IRRITABILIDAD Y
HOMEOSTASIS
9
1.1 MECANISMO QUÍMICO
14
14
14
1.1.1 HONGOS
1.1.2 PLANTAS
1.2 MECANISMO ELECTROQUÍMICO EN
ANIMALES
30
1.2.1 MECANISMO QUÍMICO O SISTEMA
HORMONAL EN ANIMALES
30
1.2.2 MECANISMO ELECTROQUÍMICO O
SISTEMA NERVIOSO EN ANIMALES
33
RECAPITULACIÓN
48
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
49
AUTOEVALUACIÓN
50
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
3
51
4
INTRODUCCIÓN
Con base a la información de este fascículo, podrás realizar actividades que te
permitirán conocer y aprender las estrategias realizadas por organismos que pertenecen
a los grupos de los hongos, las plantas y los animales como resultado a las condiciones
del medio en que viven y mantener su integridad como sistemas, por medio de los
siguientes aspectos:
Mecanismo Químico
En este primer tema se revisará el uso de sustancias que elabora el organismo para
responder a los estímulos del medio externo e integrar sus componentes y funciones.
Asociadas a esta información se presentan diferentes actividades, con las cuales te
familiarizarás con los nombres de las sustancias utilizadas, el lugar en donde se
producen y sus efectos.
También analizarás su funcionamiento y te formarás un panorama sobre la presencia y
acción de estas sustancias en los organismos pluricelulares, en general y en el humano,
en particular. Deberás aprender la forma en cómo estas sustancias contribuyen a la
integridad del ser y su relación con el medio.
Mecanismo Electroquímico o Sistema Nervioso
En este segundo tema, se te proporciona información sobre la actividad nerviosa de los
animales. Los ejercicios relativos están orientados al análisis de la organización y
funcionamiento de la neurona, y las estructuras en las que toma parte, y cómo su
actividad logra la integración del organismo como unidad y su interacción con el medio.
5
6
PROPÓSITO
En este fascículo aprenderás:
¿QUÉ?
A Identificar los mecanismos que permiten a los organismos de los tres
reinos pluricelulares responder a los cambios en el medio.
¿CÓMO?
A través del estudio de las estructuras que permiten dar respuesta a los
estímulos internos y externos.
¿PARA QUÉ? Comprender la regulación a partir de medios químicos, la importancia del
sistema nervioso de los animales con diferente nivel de complejidad, lo
cual permite mantener el equilibrio dinámico de los sistemas biológicos.
7
8
CAPÍTULO 1
INTEGRACIÓN Y CONTROL DE FUNCIONES:
IRRITABILIDAD Y HOMEOSTASIS
La sobrevivencia de cualquier organismo depende de la realización de una serie de
funciones, esto ya debes saberlo, porque se estudió en otros fascículos de Biología I y II.
Pero no basta con que las funciones se realicen, es necesario que se efectúen
armónicamente, sin embargo, ¿cómo se consigue esto en un organismo formado, en
algunos casos, por miles de millones de células?
Para que el organismo funcione como unidad debe existir comunicación entre las partes
de que está formado: células, tejidos u órganos, y entre más complicado sea, las
dificultades aumentarán ¿Cómo se comunican las diferentes partes de un ser vivo –y su
totalidad– con el exterior?, ¿Existe un sólo mecanismo de comunicación o son varios?
A pesar de la diversidad de organismos, hay una unidad representada por los modelos
básicos de organización corporal. ¿Hay modelos básicos de comunicación entre los
componentes de un ser viviente?
En fascículos anteriores se ha hecho hincapié en la variedad de los organismos
existentes, las funciones mediante las cuales se mantienen con vida, su diversidad, y
cómo forman nuevos organismos. Con este panorama se pueden abordar otros
aspectos:

La interacción del medio interno con el medio externo del ser.

Las relaciones que se dan entre diferentes partes del individuo y las funciones
realizadas por cada una.
9
Durante el desarrollo de este fascículo el alto grado de integración estructural y
funcional que presentan los seres objetos de nuestro estudio, tú entre ellos, y la
importancia de esta interacción para la integración del organismo con el medio en que
vive.
Cualquier ser vivo, ya sea formado por una sola célula, o por varias, es un sistema cuyo
grado de complejidad depende del número de unidades que lo forman y de las
relaciones entre ellas.
A pesar de estas diferencias en el grado de complejidad, todos los seres vivos
mantienen un intercambio de materia y energía con el medio y reciben información tanto
en el medio interno como en el externo; además integran y regulan sus funciones. Con
esto establecen un flujo de materia, energía e información entre las diferentes partes que
lo integran y con el medio que les rodea, para lo cual se valen de diferentes funciones.
Nutrición, producción de energía biológicamente útil (fermentación y respiración que
puede ser aerobia o anaerobia) y eliminación de residuos son algunas de dichas
funciones que se relacionan directamente con el flujo de energía y materia; de la
información se encarga la irritabilidad.
En el siguiente esquema se representan estas funciones y sus relaciones; analízalo.
Medio externo
Información (I)
Energía (E)
Materia (M)
Producción de energía
biológicamente útil
Nutrición
Materia
Energía
M
M
E
E
I
Eliminación de residuos
I
Irritabilidad
Homeostasis
Medio interno
10
I
A continuación se presentan los siguientes cuestionamientos correspondientes al
esquema:
1. Describe brevemente la relación entre nutrición y producción de energía
biológicamente útil.
2. ¿Qué funciones producen información?
3. Anota el nombre de dos organismos de cada uno de los reinos, a los cuales se
pueda aplicar el esquema con el que trabajaste.
La gran mayoría de las células, de los organismos formados por muchas de ellas, no
está en contacto con el ambiente en el que se encuentra el individuo; éstas tienen un
medio propio, que es:
El medio interno, el cual esta formado por el medio intercelular en todos los organismos
con varias células y líquidos que circulan por el metabolismo de transporte en aquellos
que cuentan con ese aparato.
El medio externo varía de un lugar a otro; en cambio, el medio interno tiende a
mantenerse dentro de los límites característicos para cada especie. Entre los aspectos
que tienden a mantenerse dentro de ciertos límites en el medio interno están los
siguientes:
- Concentración de sustancias que participan en el metabolismo; por ejemplo, glucosa,
oxígeno, dióxido de carbono, enzimas y hormonas.
- El pH (forma de representar la concentración de los iones de hidrógeno).
- La cantidad y el tipo de iones presentes.
- La cantidad de agua.
- La temperatura.
Veamos ahora qué son la irritabilidad y la homeostasis.
11
La irritabilidad es la función mediante la cual los seres vivos reciben información, la
procesan y responden a ella; dicha información puede provenir del medio que rodea al
organismo o de su interior. Dependiendo de la complejidad de los organismos, se tienen
varias posibilidades en cuanto a las rutas que sigue la materia.
El proceso de la irritabilidad se lleva a cabo de la siguiente manera:
El primer paso es la recepción de uno o varios estímulos, entendiéndose por estímulo
cualquier condición del ambiente que puede ser captada por el organismo. El
recibimiento de esta información se hace por medio de receptores; en el organismo
pueden ser órganos especiales o, bien, células. En la célula los receptores son
moléculas que pueden estar en la membrana o en las cadenas de DNA.
Una vez recibida la información, viaja hasta un centro de procesamiento, del cual salen
las instrucciones para la respuesta, es decir, la acción que deberá realizar el organismo,
la respuesta está a cargo de los efectores.
El siguiente diagrama representa las etapas de la irritabilidad y la relación entre ellas.
Recepción
del estímulo
Transporte de
la información
Procesamiento de
la información y
producción de
instrucciones
Transporte de
la información
Respuesta
La función que en los seres vivos se encarga de que el medio interno casi no varíe se
conoce como homeostasis, esta palabra deriva de dos términos griegos: hómoios:
semejante, y stásis: estabilidad.
En concreto, la homeostasis es la función del organismo mediante la cual las
condiciones del medio interno se mantienen dentro de ciertos límites, siempre y cuando
el ambiente externo no rebase los puntos letales (mortales) de la especie. Dicho de otro
modo, un organismo puede controlar su medio interno, pero este control no puede
mantenerse cuando en el medio externo se dan condiciones incompatibles con la vida de
la especie.
Las homeostasis se dan a nivel célula y a nivel organismo. A nivel célula participan la
información genética contenida en el DNA y varios organoides celulares, a nivel
organismo intervienen los diferentes órganos del individuo. Ambas homeostasis están
íntimamente ligadas en los organismos pluricelulares. Para su realización, la
homeostasis depende de la irritabilidad y de la retroalimentación.
12
En cuanto a la retroalimentación, tenemos que:
Es un proceso en el que la información, producida por las actividades de un sistema,
sirve para controlar dichas actividades; es decir, el control del sistema depende de la
información que producen las actividades del mismo.
El siguiente esquema representa la retroalimentación en un ser vivo:
Medio externo
Materia
Energía
Información
Entradas
PROCESOS
Materia
Energía
CONTROL
Información
13
Salida
1.1 MECANISMO QUÍMICO
En este mecanismo participan sustancias químicas que pueden estar presentes en el
medio o ser producidas por el individuo.
En los organismos como las plantas se llaman fitohormonas y en los animales se
conocen como hormonas que son secreciones químicas que produce el organismo, a
demás integran el sistema endocrino.
1.1.1 HONGOS
Los hongos son organismos que para integrarse como tales y relacionarse con su medio
dependen del mecanismo químico, es decir, de diversas sustancias del medio y otras
que ellos producen tienen efectos sobre sus actividades. A continuación se mencionan
algunas:
El acetato, el bicarbonato y el oxígeno tienen efectos sobre la formación de estructuras
reproductoras de gametos (gametangios) y de esporas (esporangios de diferentes tipos);
sustancias de tipo carotenoide, esteroides, ácidos orgánicos y de otros tipos actúan
como hormonas sexuales, es decir, influyen en la formación de gametos y en la atracción
entre éstos.
Uno de los efectos más interesantes que ejerce el ambiente sobre los hongos es la
formación de estructuras reproductoras a medida que disminuyen los nutrientes. Con
esto se logra producir formas capaces de resistir la temporada adversa, de tal manera
que cuando llega la temporada favorable da origen a nuevos organismos. Este efecto se
debe a que los nutrimentos reprimen la producción de estructuras reproductoras.
La luz es otro de los componentes del medio que influye en los hongos. En algunos de
ellos se han podido identificar sustancias que responden a la luz de diferentes longitudes
de onda, lo que les permite actuar como fotoreceptores o receptores de luz, y se cree
que estas sustancias actúan como hormonas.
La ciencia que estudia los hongos es la Micología y una de sus metas es profundizar en
el estudio de la acción de los componentes del ambiente sobre estos seres y de las
sustancias que producen. Esto permitirá un mejor aprovechamiento de sus
características, así como prevenir sus perjuicios.
1.1.2 PLANTAS
Las plantas, al igual que los hongos, sólo disponen del mecanismo químico para
integrarse como organismo y relacionarse con el medio, y reciben el nombre de
fitohormonas.
Los primeros estudios al respecto fueron hechos por Carlos Darwin (1809-1882) y su
hijo, quienes trabajaron con alpiste, planta gramínea como el trigo, conocida
científicamente como Phalaris canariensis. En esta planta existe una cubierta o vaina
– el coleóptilo – que protege al embrión y es lo primero en salir durante la germinación.
Los Darwin señalaron algo característico que tiene lugar en esta parte de la planta y para
ello propusieron, a modo de explicación la existencia de una hormona vegetal. De esta,
manera fueron los primeros en emplear esta idea en relación con las plantas.
14
Posteriormente, a principios del siglo XX el danés Peter Baysen-Jensen, y el húngaro A.
Paal experimentaron con coleóptilos de avena y cuadros de agar, logrando demostrar la
presencia de una sustancia que determina el crecimiento de la planta.
En 1926 el holandés Fritz Went aisló el principio activo (sustancia que produce el efecto),
y le dió el nombre de auxina (término que se deriva del griego aúxein, que significa
crecer). Algún tiempo después se identificó esta sustancia como el ácido indol-acético
(AIA), compuesto que había sido aislado desde 1885 por E. y H. Salkowsky, pero del
cual no se conocían sus efectos sobre las plantas.
Los trabajos sobre esta línea continúan, descubriéndose así más sustancias. Entre 1926
y 1935 se aisló y purificó en Japón una serie de compuestos que se denominaron
giberelinas, por haberse aislado del hongo Giberella fujikoroi. Por cuanto que este hongo
constituyó una seria amenaza para los cultivos de arroz, las giberelinas son un ejemplo
de la acción que pueden tener unos organismos sobre otros.
Gracias a los trabajos realizados por diferentes investigadores se han identificado varias
sustancias y su relación con las respuestas de las plantas. En el siguiente cuadro se
presentan algunas de ellas (no memorices esta información, pues el propósito es que te
des cuenta del grado de avance logrado y las perspectivas que existen en este campo).
FITOHORMONAS DE LAS PLANTAS
TIPO DE
EFECTO EN LA PLANTA
SUSTANCIAS
Auxinas
Causa alargamiento de las células por aumento de la vacuola. Cuando
la concentración de auxina baja, las hojas y frutos caen. Permite
diferentes tropismos.
Giberelinas
Está relacionada con el crecimiento de la planta. Su carencia produce
plantas enanas.
Citoquininas
Se relacionan con el crecimiento de la planta. Interactúan con
giberelinas citoquininas y su acción permite obtener plantas completas
a partir de fragmentos, fenómeno conocido como clonación.
Etileno
Participa en el control del proceso de maduración de los frutos. En
agricultura, algunas frutas se cortan verdes y en las bodegas se les
aplica este gas, para que maduren.
Aparentemente también participa en la germinación impidiendo que la
plántula se enderece, protegiendo así las partes más blandas.
Fitocromo
Participa en la orientación de las hojas y cloroplastos hacia la luz.
Parece ser que actúa como fotoreceptor. Permite a la planta responder
a la duración del día y la noche con la producción de flores (floración).
También influye en el sexo en la flor formada; el etileno favorece las
flores masculinas y las giberelinas, las flores femeninas; es de mayor
interés para la floricultura.
Florígeno
Nombre provisional dado a la posible sustancia relacionada con la
floración. Algunos autores creen que la floración no se debe a una sola
sustancia sino a la interacción de varias.
15
Estas sustancias se emplean en la agricultura para diversos fines: unas para promover la
floración o la fructificación, y otras para controlar plagas. El efecto no es el mismo en los
diferentes tipos de planta, pues algunas son más sensibles que otras.
Con estas sustancias se puede sincronizar la floración, o sea que todas las plantas
florezcan en un tiempo determinado, lo que evita al agricultor recorrer diariamente sus
campos para la recolección de flores.
Se conocen en las plantas dos tipos de movimientos por crecimiento en respuesta a
estímulos exteriores que son:
El movimiento nástico (o nasita, como a veces se denomina) es:
Una respuesta a un estímulo externo cuya dirección es independiente de la dirección
de incidencia del estímulo.
La mayoría de los movimientos násticos producen crecimiento diferencial, es decir, el
crecimiento más rápido de ciertas partes con respecto de otras.
El tropismo es:
Un movimiento por crecimiento, cuya dirección está determinada por la diferenciación
de incidencia del estímulo.
Si la planta crece en la misma dirección de incidencia del estímulo, se dice que el
tropismo es positivo. Si el crecimiento ocurre en dirección opuesta, se dice que el
tropismo es negativo.
Para comprobar las respuestas de la planta a algunos de los estímulos mencionados
realiza la siguiente actividad.
16
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No. 1
LAS PLANTAS, SERES CAPACES DE RESPONDER A ESTÍMULOS
Objetivo
Demostrar que las plantas son capaces de responder a estímulos como la luz y la
gravedad.
Elementos antecedentes
Para el desarrollo y comprensión de esta actividad necesitas usar los términos que se
indican a continuación; estímulo, respuesta, hormona, tropismo positivo y tropismo
negativo; búscalos en este fascículo y anota su significado en tu cuaderno.
Además de estos términos necesitas otros que puedes consultar en un diccionario
enciclopédico y son: foto, geo, testigo en trabajo experimental y plántula.
Problema
Las condiciones del medio, como la luz y gravedad, pueden cambiar la dirección del
crecimiento del tallo y la raíz de plántulas. De acuerdo con el procedimiento del método
científico, una vez planteado el problema, se propone una respuesta: ¿Hacia dónde
crees que se dirigirán el tallo y la raíz de plántulas en los siguientes casos?
a) Al recibir luz de diferentes direcciones.
b) Al ser puesta en posiciones diferentes a la inicial.
Anota lo que consideras que sucederá.
a)
b)
17
El siguiente paso es realizar los experimentos y saber si tus respuestas son correctas o
no. Para que los realices se indica el procedimiento a seguir.
A. Respuesta de las plantas a la luz
Material, equipos y sustancias
- Semillas. Puedes escoger de la lista que se da a continuación (los números entre
paréntesis indican los días que tardan en germinar): alfalfa (4-5), avena (2-3), berro (34), calabaza (3-4), col (3-5), chícharo (3-4), frijol (3-5), garbanzo (2-3), lenteja (3-4),
maíz (4-8), rábano (2-4), trébol (1-2) y trigo (3-5).
- 6 frascos de vidrio (pueden ser útiles los de los productos alimenticios como
mermeladas, alimentos infantiles, mayonesa, etc.), que se pueden sustituir por vasos
de vidrio o plástico.
- Papel higiénico, servilletas o pañuelos de papel.
- Etiquetas engomadas o marcador con el que puedas escribir sobre los recipientes con
los que vas a trabajar.
- Algodón.
- Agua.
- 3 cajas de cartón o plástico que no permitan el paso de la luz (por ejemplo, de zapatos
o galletas).
- 1 pliego de cartoncillo negro.
- Tijeras.
Nota: Todos los materiales los proporcionarán los estudiantes.
Procedimiento
Para averiguar cuál es la respuesta de las plantas a la luz se requiere que con
anterioridad se construyan germinadores y cajas de prueba.
Construcción de un germinador
Un germinador es un recipiente en el que se colocan semillas para su germinación. Se
pueden construir con vasos y frascos; éstos pueden ser de vidrio o de plástico
transparente; también pueden ser opacos, pero estos impiden observar el brote de la
semilla y el crecimiento de la plántula (del latín plántula, diminutivo de planta, planta
pequeña, recién nacida).
Forra por dentro los recipientes con el material que hayas escogido (papel higiénico o
servilletas), y algodón para llenarlos, éste no debe quedar apretado.

En el sistema escolarizado el maestro organizará a los estudiantes en equipos, a los que distribuirá las diferentes semillas.
En el Sistema de Enseñanza Abierta, cada estudiante trabajará con tres semillas distintas.
18
Construcción de una caja de prueba
Con dos trozos de cartoncillo negro divide las cajas tal como se indica en la figura 1.
Figura 1.
Coloca de 10 a 20 semillas entre la pared del recipiente y el papel. Conviene que las
semillas queden más o menos a la mitad del frasco o vaso; así, tanto el tallo como la raíz
tendrán el espacio suficiente para crecer, (te recomendamos apuntar los datos que se
deriven de los resultados para un adecuado seguimiento de tu práctica).
En la figura 2 se muestra cómo queda el germinador con las semillas.
Figura 2.
Vierte en el germinador el agua suficiente de manera que el algodón sólo se humedezca;
cuida que no haya exceso de agua. Prepara los germinadores para cada una de las
semillas que escogiste y coloca las semillas de cada lote en un germinador. Anota en el
recipiente, o en la etiqueta engomada pegada en el recipiente, los siguientes datos:
Nombre común de la planta:
Nombre científico de la planta:
Fecha:
19
Para consultar el nombre científico de las plantas te recomendamos el libro Botánica de
Manuel Ruiz-Oronoz, Daniel Nieto Roaro e Ignacio Larios Rodríguez (Ed. Porrúa,
México). También puedes localizar estos nombres en diccionarios enciclopédicos, o en
otros libros de Botánica.
Cuando empiecen a germinar las semillas y las plántulas tengan unos 5 cm de largo,
coloca cada germinador en una caja. Deja los germinadores testigo y los experimentos
en un lugar donde no estén expuestos a la luz directa del sol y no corran el riesgo de
volcarse. La observación de los germinados testigo será necesaria para saber si en
algún momento les hace falta agua a las plantas y si es adecuada la altura que tienen.
En caso de que los germinadores necesiten agua, agrégala tomando las siguientes
precauciones, hazlo durante la noche, en un lugar con poca iluminación, y lo más
rápidamente posible. A los 15 días de colocar los germinadores en las cajas, abre éstas;
la prueba ha terminado.
Resultados
1.
Anota el nombre común y científico de las plantas cuyas semillas utilizaste.
a) Nombre común: ________________________________________________________
Nombre científico:_______________________________________________________
b) Nombre común: ________________________________________________________
Nombre científico: _______________________________________________________
c) Nombre común: ________________________________________________________
Nombre científico: _______________________________________________________
2.
Anota el día en que empezaron a germinar las primeras semillas de cada una de
las plantas utilizadas.
Semillas de ______________________; ________ días
Semillas de ______________________; ________ días
Semillas de ______________________; ________ días
20
3.
Anota el día en que dejaron de germinar más semillas.
Semillas de ______________________; ________ días
Semillas de ______________________; ________ días
Semillas de ______________________; ________ días
4.
Escribe el porcentaje de semillas que germinó en cada caso.
Semillas de ______________________; ________ %
Semillas de ______________________; ________ %
Semillas de ______________________; ________ %
Para obtener el porcentaje de las semillas germinadas aplica la regla de tres, donde la
cantidad de semillas que se pusieron a germinar (G 1) es al 100% y la cantidad de
semillas que germinaron (G2) es a x%, de tal manera que:
G1 – 100%
G2 – x%
y G2 se multiplica por 100. El resultado de la multiplicación se divide entre el valor de G1
y el resultado es el valor de x.
5.
Completa el siguiente cuadro anotando la respuesta dada por la planta.
Semilla de:
________________
Semilla de:
________________
Plántulas en
condiciones sin
modificar
Plántulas con
iluminación
modificada.
21
Semilla de:
________________
Discusión
1. ¿Las plantitas del lote testigo y del lote experimental se movieron en la misma
dirección? Describe lo que sucedió.
2.
¿Las plantas de los lotes testigo se movieron en la misma dirección o en
direcciones distintas? ¿Qué sucedió?
3.
¿Las plantas de los lotes experimentales se movieron en la misma dirección o en
direcciones diferentes?
4.
¿El resultado obtenido en la prueba se debe a las diferencias en las condiciones o
al tipo de planta utilizada?
5.
¿A qué momento del desarrollo de las investigaciones sobre la capacidad de
respuesta de las plantas es comparable el experimento que hiciste?
6.
¿Cómo se llama la función de las plantas mediante la cual responden a los
estímulos?
7.
Si utilizaste semillas diferentes, ¿Qué resultados obtuviste en los siguientes
puntos?
a) Tiempo de germinación.
b) Porcentaje de germinación.
c) Dirección tomada por las plantas en los lotes testigo y experimentales.
22
Conclusión
Compara los resultados con tu respuesta al inicio de la actividad, en la parte
correspondiente al problema, y anota el resultado que obtuviste. ¿Tenías razón o no?
¿Por qué?
Anota tus conclusiones en el siguiente espacio.
B. Respuesta de las plantas a la gravedad
Material, equipo y sustancias
 Semillas de tres plantas diferentes que pueden ser las mencionadas del experimento
A.
 12 cuadrados de cartón de por lo menos 10 cm y no más de 15 cm de lado.
 12 bolsitas de plástico del tamaño de los cuadrados de cartón. Se puede sustituir por
película transparente autoadherible que se utiliza para conservar alimentos en el
refrigerador.
 Algodón.
 Agua.
 12 tiras de plástico de 1.5 cm de ancho y unos 4 cm más larga que los cuadrados de
cartón. Sólo se requieren si usas bolsas de plástico; en el caso de la película no son
necesarias.
 Engrapadora y grapas. Sólo si se usan las bolsas de plástico, de otro modo no hacen
falta.
 Etiquetas engomadas o marcador.
Nota: Todos los materiales los proporcionarán los estudiantes.
Procedimiento
Construye 12 dispositivos como se indica a continuación: forra un cuadrado con plástico
o con película autoadherible, coloca una capa de algodón, después las semillas (de 4 a
6), cúbrelas con una tira de plástico y engrápala para evitar que se desprenda. Observa
la figura 3. Agrega agua para humedecer el algodón, pero que éste no gotee.
23
Figura 3.
Usa cuatro cartones para cada uno de los tipos de semillas, y pega una etiqueta con los
siguientes datos o anótalos directamente sobre la cubierta de los cartones.
Semilla de:
Nombre científico:
Fecha:
Coloca los dispositivos en un lugar donde no haya luz directa del sol y espera a que
germinen. Cuando broten las primeras hojas gira los cartones como se indica en la figura
4; deja pasar tres días y anota los resultados, luego otros tres y registra lo que sucede.
Agrega en el rótulo de nombre y fecha, el símbolo que indica qué tanto giraste el cartón.
posición
original
90° en
relación con
el primero
180° en
relación con el
primero
270° en
relación con
el primero
Figura 4.
Resultados
Anota lo qué sucedió a las distintas semillas, conforme a cada uno de los símbolos.
Semilla de _____________________
_____________________
_____________________
Semilla de _____________________
______________________
______________________
Semilla de ______________________
______________________
______________________
24
Discusión
1. Explica si la respuesta que se observa se relaciona o no con la irritabilidad en las
plantas.
2. ¿La respuesta de la raíz y el tallo son en la misma dirección?
3. ¿Cuál es la ventaja de que el tallo crezca hacia arriba y la raíz hacia abajo? ¿Con
qué función o funciones biológicas de la planta está relacionada la dirección de
crecimiento de la raíz y el tallo?
4. ¿Qué es un tropismo, cuándo es positivo y cuándo es negativo?
5. Al unir el término geo, (tierra), el término foto, (luz), y la palabra para identificar el
movimiento de la planta, con el término tropismo, tendremos el nombre de la
respuesta de la planta a la gravedad y a la luz. Anota dichos términos.
_______________________: movimiento de la planta en respuesta a la luz.
_______________________: movimiento a la planta en respuesta a la gravedad
25
Conclusión
Compara la respuesta que propusiste con tus resultados y establece si es correcta o no.
En tu respuesta deberás mencionar los movimientos del tallo y de la raíz como
geotropismos positivo o negativo y el beneficio que la planta obtiene de esos
movimientos.
Mediante los experimentos has observado directamente la capacidad de respuesta de
las plantas a la luz y a la gravedad, pero estos no son los únicos estímulos a los que
responden; también pueden hacerlo ante los obstáculos que se encuentran en su camino
y el número de horas de iluminación (duración del día y la noche). En general, las
plantas responden gracias a las sustancias que actúan sobre las células de dos
maneras, ya sea favoreciendo su alargamiento o su división; en ambos casos el
resultado es el aumento de tamaño.
Si todas las células involucradas en la respuesta crecen a la misma velocidad, la
dirección del crecimiento será hacia arriba o hacia abajo; si crecen a diferentes
velocidades, habrá cambios de dirección.
Para que identifiques lo que sucede necesitas proveerte de un globo, de preferencia
alargado, y un pedazo de cinta adhesiva de unos 5 cm. Pega en el globo la cinta
adhesiva e ínflalo. Anota lo que sucede.
26
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
A fin de que verifiques el avance de los contenidos aprendidos del tema estudiado
resuelve las siguientes actividades y así te darás cuenta de cuáles son los conceptos
que necesitas repasar.
I.-
Contesta las siguientes preguntas.
1. ¿Qué funciones producen información?
2.
¿De dónde recibe información la irritabilidad?
II.- En el hogar hay varios aparatos cuyo control se basa en la retroalimentación. A
continuación se da una lista de algunos de ellos y se describe en forma breve cómo
se regula su funcionamiento. De acuerdo con lo anterior y la definición de
retroalimentación, analiza cuáles de éstos tienen este mecanismo de control y
enciérralos en un círculo:
a) El refrigerador. La temperatura de su interior se mantiene por el funcionamiento
de un motor, el cual arranca o se para de acuerdo con la temperatura que hay
dentro él.
b) El televisor. Cualquier canal se puede cambiar por medio de un control remoto o
de un botón del propio televisor.
c) Una plancha automática. La temperatura se controla por medio de una placa de
metal que responde a la temperatura que tiene la plancha.
d) Un calentador automático de agua. Cuando el agua está caliente, se cierra el
paso del gas; cuando se enfría, el paso se abre; en consecuencia, la
temperatura del agua regula el funcionamiento del calentador.
e) Un calentador de leña. El agua se calienta mientras en el quemador hay
combustible y éste arde hasta que se termina sin importar la temperatura del
agua.
27
III. Explica si la siguiente afirmación es falsa o verdadera:
1. La célula de un organismo unicelular intercambia materia, energía e información
directamente con el medio externo; en cambio, las células de los organismos
pluricelulares hacen este intercambio con el medio intercelular, que a su vez,
mantiene trueques con el o los líquidos circulantes.
2. Explica qué tiene un medio más constante: la célula de un organismo unicelular, las
células de un organismo unicelular o las células de un organismo pluricelular.
IV. A continuación se da una lista de diferentes estímulos, anota en el paréntesis la letra
I si es un estímulo interno y una E si es externo.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
Temperatura de la sangre.
Concentración de sales en el agua de mar.
Cantidad de luz en una habitación.
Temperatura de un lugar.
Concentración de oxígeno en la sangre
Concentración de iones en la matriz citoplásmica (citoplasma).
Concentración de glucosa en la sangre.
28
(
(
(
(
(
(
(
)
)
)
)
)
)
)
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
En esta primera parte aprendiste que la sobrevivencia del individuo depende no sólo de
la materia y la energía sino, además de la información proveniente, tanto del interior
como del exterior del organismo, y de la integración de sus funciones y mantenimiento
de las condiciones internas. Este último se logra en los hongos y plantas por el
mecanismo químico.
Las sustancias relacionadas con la irritabilidad y la homeostasis tienen básicamente,
el mismo esquema de funcionamiento. Dicho esquema abarca el nivel célula y el nivel
organismo.
A nivel célula, la sustancia puede actuar modificando la permeabilidad de la membrana
citoplásmica, o bien influir sobre la actividad de los genes.
En los organismos unicelulares sólo se da este nivel, en los organismos con más de una
célula el esquema se complica y la complejidad aumenta conforme crece el número de
células.
La irritabilidad les permite mantenerse comunicados con el medio externo e interno y con
la homeostasis integran las diferentes partes de uno entre sí y con el medio que les
rodea. Con estas funciones los organismos cumplen los principios de unidad y
diversidad; de unidad, porque existen unos cuantos modelos básicos, y de diversidad,
por los diferentes grupos de organismos que realizan los esquemas básicos con
variaciones de detalle.
El mecanismo químico en los Hongos se relaciona con el medio a partir de sustancias
químicas que ellos producen o de su alrededor para realizar sus funciones como la
formación de gametos.
El mecanismo químico en las Plantas para integrarse con el medio, elaboran sustancias
químicas llamadas fitohormonas que dan respuesta a los diferentes estímulos del
ambiente y llevan a cabo algunas funciones, como por ejemplo los movimientos de
orientación de la planta conocidos como tropismos, mismos que pueden acercar la
planta al estímulo (tropismo positivo) o alejarla de él (tropismo negativo).
29
1.2 MECANISMO ELECTROQUÍMICO EN ANIMALES
Los animales son los únicos que cuentan con dos mecanismos para mantener relaciones
con el medio en que viven e integrarse como sistemas; estos mecanismos son el
electroquímico y el sistema nervioso.
Los animales pueden responden a los estímulos del medio tanto interno como externo
por los dos mecanismos: químico y nervioso.
1.2.1 MECANISMO QUÍMICO O SISTEMA HORMONAL EN ANIMALES
El mecanismo químico forma el sistema endocrino o glandular y la estructura principal
es:
La Hormona, es una sustancia química, cuya secreción actúa en otro lugar distinto a
donde se produce.
Clasificación de las hormonas
Por lugar de
producción
Hormonas
Por su naturaleza
química
Por su efecto en el
organismo
Neurotransmisores:
Hormonas glandulares
Hormonas tisulares
Neurohormonas
Proteicas
Peptídicas
Esteroides
Derivadas de aminoácidos
Derivadas de isopreno
Homeostáticas
Tróficas
Del desarrollo y crecimiento
Sustancias liberadas por terminaciones del axón.
Por sus efectos se clasifican en:
Excitatorios
Inhibitorios
Parahormonas: Sustancias de diferente naturaleza química, producidas
metabolismo y que actúan como mensajeros químicos.
Feromonas:
en
el
Son producidas por glándulas exocrinas y actúan, sobre otros individuos
de la misma especie.
30
A continuación se indica como actúan las hormonas en el organismo.
Sustancia del medio externo.
Producción de una sustancia
por el organismo, que puede
ser:
Un producto final del metabolismo.
Parahormona.
Una hormona.
Captación de la sustancia
por el organismo.
Transporte de la sustancia por todo el cuerpo hasta
llegar a la célula o células sensibles a la sustancia;
estas células se llaman células blanco.
La sustancia, al llegar a la célula blanco,
puede hacer lo siguiente:
Modificar la permeabilidad de la membrana
celular; esto permite la entrada de
sustancias que de otro modo no lo pueden
hacer.
Entrar a la célula e influir sobre la
actividad de los genes.
La transcripción y la traducción
se activan o suspenden.
31
En los humanos el sistema glandular o endocrino está formado por varias glándulas que
producen todo un arsenal de hormonas. En las figuras 5a y 5b puedes observar la
mayoría de estas glándulas, su localización, las hormonas que producen y los efectos de
éstas.
Figura 5ª.
32
Figura 5b.
1.2.2 MECANISMO ELECTROQUÍMICO O SISTEMA NERVIOSO EN ANIMALES
Este mecanismo hasta donde se conoce, sólo se presenta en los animales y su
realización depende de una célula altamente especializada: la neurona. En la figura 6
puedes observar diferentes clases de neuronas y la representación simplificada de esta
célula.
33
Figura 6.
Las neuronas son células cuya función es determinante para la información, la cual
reciben y transportan, y generan las instrucciones de manera que se dé una respuesta.
Las diferentes partes de la neurona son las encargadas de las actividades que permitirán
que la información fluya de una a otra parte del organismo.
El cuerpo de la neurona a veces recibe información y siempre se encarga de la
producción de sustancias que hacen posible el paso del estímulo de una neurona a otra
o de una neurona a otra célula; estas sustancias son los neurotransmisores. Las
dendritas son las que constantemente reciben la información ya sea interna o externa.
Por el axón sale la información del cuerpo de la neurona y es conducida a otra neurona o
a las células encargadas de las respuestas, células que pueden formar un órgano o no.
Las neuronas pueden cumplir con el transporte de información gracias a dos procesos: el
impulso nervioso y la sinapsis nerviosa.
El impulso nervioso, en el que participa toda la neurona, está relacionado con la
distribución de iones fuera y dentro de la neurona. Esta distribución se modifica como
resultado del estímulo. En la figura 7 se describe lo que sucede; estúdiala con atención y
contesta las preguntas que se te solicitan.
Figura 7.
34
A una neurona puede llegarle información de varios lugares y la puede enviar a otra
neurona o a un efector. Observa el siguiente diagrama, en él podrás ver las diferentes
posibilidades:
Exterior
Neurona
Neurona(s)
Efector
(músculo, glándula endocrina,
glándula exocrina)
Exterior
Neurona
Neurona(s)
Neurona(s)
Medio
interno
Neurona
Neurona(s)
Efector
Medio
interno
Neurona
Neurona(s)
Neurona(s)
Efector
Efector
1. ¿De dónde puede recibir información una neurona?
2. ¿A dónde puede mandar información una neurona?
En la gran mayoría de los casos, las neuronas no están unidas físicamente entre sí, lo
cual determina que el paso de la información no se logre por contacto directo, sino que
se realice mediante la fabricación y liberación de una sustancia que actúa sobre la célula
con la que se comunica la neurona que está enviando el mensaje.
La sustancia encargada de transferir el mensaje de la neurona remitente a la célula
receptora (neurona, célula productora de sustancias o fibra muscular) se llama
neurotransmisor y su efecto sobre la célula receptora puede ser estimulante o inhibidor.
El lugar donde el axón de una neurona establece la comunicación con otra neurona o
con el efector se llama sinapsis, como ya se indicó, no es un contacto físico sino
químico.
En la figura 8 puedes observar lo siguiente:
a)
Los eventos anteriores a la sinapsis.
b)
Los componentes de la unión sináptica.
c)
Los hechos que tienen lugar durante la sinapsis.
35
Figura 8 (a, b y c). Sinapsis (eventos, componentes y hechos).
Las neuronas se unen estableciendo redes de comunicación y según la labor que
desempeñen, se les conoce como neuronas sensitivas, neuronas motoras y neuronas de
asociación. Así, con ellas se integra la unidad de funcionamiento de la coordinación
nerviosa: el arco reflejo (no lo confundas con el acto reflejo, éste es la acción derivada
del funcionamiento de un arco reflejo).
36
Observa el diagrama, en el se representan diferentes posibilidades de arcos reflejos.
neurona
motora
neurona
sensitiva
receptor
efector
receptor
neurona
sensitiva
neurona de asociación
(puede ser una o
varias)
neurona motora
efector
Diagrama de los diferentes arcos reflejos.
La información viaja a través de las vías nerviosas o nervios, estructuras formadas por la
unión de axones. Los axones de las neuronas sensitivas forman los nervios sensitivos,
los de las neuronas motoras forman los nervios motores, y si se unen axones de ambos
tipos los nervios formados se llaman mixtos. Las neuronas forman sistemas de diferentes
grados de complejidad, misma que depende del tipo de organismo. Va desde una red en
las hidras hasta sistemas formados por órganos tan complicados como el cerebro de los
primates, entre ellos el del humano.
El otro sistema involucrado en la irritabilidad y homeostasis de los animales, es el
nervioso. Aunque en todos los animales su organización se basa en la neurona, existen
varios modelos.
Las esponjas tienen células de tipo nervioso que participan en la contracción del poro de
salida (ósculo).
En las hidras (hydra), del grupo de los celenterados, las células nerviosas forman una
red donde las neuronas están interconectadas y el viaje del impulso nervioso no está
polarizado, es decir, puede ser en cualquier dirección. Como consecuencia, la respuesta
es global, o sea que responde todo el individuo.
37
El siguiente modelo lo encontramos en animales con simetría bilateral, cuyos organismos
pueden dividirse externamente en dos partes iguales. En estos seres el sistema nervioso
es lineal y se pueden apreciar pares de ganglios (engrosamientos) y cordones nerviosos
de los cuales salen nervios hacia los diferentes órganos.
El número de ganglios y su localización varían de un tipo de organismo a otro. En cuanto
a los cordones nerviosos, están en la parte ventral de los invertebrados que los
presentan y su número también difiere de un grupo a otro.
En algunos casos el sistema presenta el aspecto de una escalera (escaleriforme). En
otros tipos de animales, el ganglio de la parte delantera es mayor que los demás. Esta
situación se va acentuando en diferentes grupos conforme aumenta la cefalización
(desarrollo de la cabeza).
En los animales de simetría radial (pueden ser divididos como se hace con un pastel
redondo), el sistema nervioso también es radial.
En la figura 9 puedes observar los diferentes tipos de sistema nervioso en los
invertebrados.
Figura 9.
En los vertebrados el sistema nervioso está formado por el encéfalo (del griego
egkephalón, que a su vez se deriva de en, dentro, y kephalé, cabeza), la médula espinal
y los nervios.
El encéfalo y la médula espinal forman el sistema nervioso central, y los nervios, el
sistema nervioso periférico. En la figura 10 puedes observar los diferentes tipos de
sistema nervioso y el encéfalo de diferentes animales, así como las partes que lo
integran.
38
Figura 10.
En el humano hay dos clases de acciones: voluntarias e involuntarias. En las acciones
voluntarias los efectores son los músculos estriados; en el caso de las acciones
involuntarias, los efectores pueden ser músculos lisos presentes en vísceras, músculo
estriado, músculo cardiaco y glándulas exocrinas y endocrinas.
Todas las acciones, voluntarias o no, dependen del arco reflejo. En el arco reflejo de una
acción voluntaria participan neuronas de la corteza cerebral; en las acciones
involuntarias no intervienen neuronas de esta parte del sistema nervioso. La acción que
resulta de un arco se llama acto reflejo.
Las respuestas de los músculos esqueléticos pueden ser voluntarias o involuntarias, las
de las vísceras y glándulas son involuntarias, aún cuando existen personas capaces de
aprender a influir en su respuesta. El control de las respuestas de vísceras y glándulas
está a cargo del sistema nervioso autónomo, que comprende dos partes: el sistema
nervioso simpático y el parasimpático.
En la figura 11 se muestran los ganglios y nervios que forman estas partes del sistema
nervioso humano. La parte correspondiente al simpático se representa con línea
discontinua y la del parasimpático con línea continua. También puedes observar dónde
nacen las diferentes fibras nerviosas y cuáles son los órganos inervados.
39
Figura 11.
En el humano existen varios órganos encargados de recibir información del medio
interno y externo; los receptores de información del exterior se llaman exteroceptores y
los que reciben del interior se denominan interoceptores.
Los interceptores que reciben información de los vasos sanguíneos y de las vísceras se
llaman visceroceptores y los que la reciben de músculos, tendones y articulaciones,
propioceptores
40
En la figura 12 puedes observar la estructura de algunos de estos receptores de
información.
Figura 12.
La quimiosensibilidad está referida a la capacidad de reacción ante estímulos externos
de tipo químico y está presente en diversos grados de desarrollo, en la totalidad de los
animales. En algunos de ellos, como los artrópodos y los vertebrados , dicha sensibilidad
se encuentra en puntos determinados dando lugar a los quimioreceptores específicos
que se encuentran en puntos variables del cuerpo; así en formas evolucionadas de
invertebrados, como los moluscos gasterópodos, estos órganos se encuentran en la
cavidad del manto, como en el caso del caracol común; en los moluscos cefalópodos
altamente avanzados, como la sepia y el calamar, en los tentáculos y en los demás
moluscos en el manto o el sifón; los crustáceos los tienen en las antenas y las piezas
bucales, y los arácnidos en los tarsos.
41
En los demás casos no existen órganos quimioreceptores concretos, se habla entonces
de quimiosensilidad indiferenciada, presente en los diferentes grupos animales menos
evolucionados, por ejemplo, la lombriz de tierra, sin órganos quimioreceptores
específicos, puede distinguir lo amargo y lo ácido, alejándose de estas sustancias, y
acercándose a las dulces, también la sensibilidad con respecto a la humedad, es
atribuida a la quimiosensibilidad.
Como veremos seguidamente, los sentidos del gusto y del olfato tan desarrollados, sobre
todo el último, en formas avanzadas de vertebrados con sentidos quimiosensibles, es
decir, capacitados para discernir entre las sustancias químicas presentes en el alimento
o en el medio exterior.
El olfato se presenta, al igual que el gusto, solamente en insectos, invertebrados
acuáticos y vertebrados. La sensibilidad olfativa viene dada por la presencia de
quimioreceptores llamados olfativos, que captan los estímulos difundidos en el ambiente
exterior, ya sea en el aire o en el medio acuático, y que, por lo general, hacen gala de
una gran sensibilidad.
Existe en los vertebrados una clasificación referida a dicho grado de sensibilidad; los
animales microstomáticos tienen el epitelio olfatorio escasamente desarrollado y el
umbral de estimulación muy alto, es decir, necesitan grandes intensidades de estímulo
para poder percibirlo, en cambio los macrostomáticos perciben el estímulo olfatorio
aunque éste se presente en el ambiente en mínimas cantidades , incluso una molécula
es suficiente para permitir la percepción, es lo que se denomina umbral olfatorio
absoluto. La mayoría de los mamíferos son macrostomáticos, por ejemplo, el perro tiene
unos doscientos veinticinco millones de células olfatorias y un poder de percepción entre
mil y un millón de veces superior al del hombre, también en algunos peces, como el
salmón y la anguila, alcanza el olfato un notorio grado de sensibilidad, estando incluidos
por lo tanto en el grupo de los macrostomáticos.
En las diferentes clases sistemáticas de los vertebrados, los receptores del olfato se
presentan de modo diverso; excepto en los peces, las fosas nasales siempre están
comunicadas con la faringe por medio de las llamadas coanas, en los animales
terrestres, los olores llegan a los receptores mediante la respiración, en el caso de los
reptiles aparece en la bóveda del paladar, un órgano olfativo suplementario al que llegan
informaciones olfativas por medio de movimientos de la lengua; los anfibios captan estos
estímulos tanto en el agua como en la tierra por medio de los mismos receptores
olfatorios.
En los insectos se han observado órganos olfatorios distintos, generalmente en las
antenas, que portan numerosos receptores, siendo su capacidad de percepción
fundamentalmente igual a la de los vertebrados, no obstante, algunos grupos están muy
especializados, como por ejemplo, algunos lepidópteros, especialmente del género
Saturnia, que pueden percibir la sustancia del reclamo sexual de la hembra hasta a once
kilómetros de distancia.
El gusto es captado por medio de las células sensitivas secundarias que actúan como
receptores. En los vertebrados están situadas en las papilas gustativas de la cavidad
bucal y la lengua; sin embargo, en algunos peces de escamas pequeñas, estas células
se distribuyen sobre toda la superficie del cuerpo.
42
El hombre puede distinguir cuatro tipos de sabores (dulce, salado, ácido, amargo)
mediante receptores situados en regiones específicas de la lengua. Se han realizado
diferentes experimentos con otros vertebrados, demostrándose que puede faltar la
percepción para algún sabor determinado, La sensibilidad gustativa de los insectos,
cuyos receptores se encuentran en la cavidad bucal, en los palpos labiales y también en
los tarsos, se ha estudiado especialmente en las abejas.
El sentido de la vista se debe a la sensibilización del ojo a ciertas vibraciones
electromagnéticas, de longitudes de onda determinadas. Cuando las longitudes de onda
se apartan mucho de la media, no pueden ser percibidas por una especie determinada.
Así, el hombre no puede percibir los rayos ultravioleta, que si perciben las abejas, ni los
infrarrojos que si perciben ciertas serpientes. La vista es también posible, gracias a la
sensibilización visual o fotosensibilidad de las células epidérmicas, como ocurre en
celenterados, moluscos y larvas de insectos y a la sensibilidad que manifiestan algunos
fotoreceptores específicos que siempre son células sensitivas primarias.
Los receptores suelen asociarse para dar lugar órganos complejos u ojos, cuyo
rendimiento es acrecentado gracias a la presencia de estructuras anexas, como las
células pigmentarias que impiden que la luz llegue de todas las direcciones, o los
sistemas refringentes que concentran los rayos procedentes de determinadas
direcciones. El mayor desarrollo y perfeccionamiento de estas estructuras anexas,
revertirá en una mejor visión en la que también influirá, sin duda, el grado de perfección
que alcance la elaboración central del estímulo en los centros nerviosos. Una visión
elaborada implica un conjunto de aspectos y facetas de visualización que deben ser
satisfechas por los órganos visuales; por ejemplo: la captación de la luz es debido a
células sensitivas aisladas que permiten la distinción de distintas intensidades lumínicas;
en el caso de la lombriz de tierra tales células se hallan distribuidas por todo el cuerpo, y
resulta probable que los estímulos luminosos sean percibidos por una vacuola especifica
a una sustancia que sea descompuesta por la luz. La acción conjunta de estos
receptores permite una percepción global de la dirección luminosa y, en general, ello
permite al animal tan sólo reacciones de alejamiento de la luz, es decir, reacciones
fóbicas.
La sensibilidad táctil se debe a receptores de tipo mecánico que perciben diversos tipos
de sensaciones, como la sensibilidad a la presión, a la temperatura, al dolor, estática,
etc.
La sensibilidad a la presión está presente en todos los animales, a menudo los
receptores están difundidos sobre toda la superficie corporal, pero son especialmente
numerosos en las partes más expuestas que por ello son mucho más sensibles.
En los invertebrados las células receptoras se asocian y forman pequeños orgánulos
provistos de estructuras anexas en la mayoría de los casos.
En los vertebrados aparecen células específicas unidas a las terminaciones nerviosas
libres; los cilios táctiles aumentan el campo de percepción táctil y además la sensibilidad
de las células receptoras.
43
Desde el punto de vista funcional, se distinguen dos tipos de mecanoreceptores, es
decir, receptores de movimiento mecánicos, los epidérmicos que son los receptores
táctiles y los adaptados a la presión.
Las reacciones a los estímulos táctiles son variadas, pudiendo originarse movimientos de
fuga o alejamiento de defensa, el reflejo de la muerte aparente característico, de los
insectos, la separación de la cola en las lagartijas.
En los peces estos receptores se hallan en la llamada línea lateral siendo excitados por
las corrientes de agua y por las variaciones de presión lo que facilita sobremanera el
cálculo de la distancia en el medio acuático.
La sensibilidad térmica, los termoreceptores o receptores específicos de la temperatura
son terminaciones nerviosas libres en la piel y comprenden puntos sensibles al frío,
situados muy cerca de la superficie y puntos sensibles al calor, distribuidos a
profundidades irregulares, que también reaccionan ante estímulos eléctricos y
mecánicos.
La sensibilidad estática, los estatocistos, estatoreceptores que poseen muchos
invertebrados, son pequeñas vesículas con una parte móvil y densa llamada estatolito,
que está en estrecho contacto con células ciliadas sensitivas que se estimulan con sus
diversos cambios de posición, ya que al ser libre, cualquier variación en la posición del
animal revierte en el movimiento de dicho estatolito. En el laberinto auditivo de los
vertebrados se produce una acción en este sentido.
La sensibilidad auditiva, los receptores no están excesivamente desarrollados entre los
animales. En los invertebrados sólo aparecen de modo seguro en los insectos, algunas
cuyas especies captan las ondas acústicas mediante los órganos timpánicos,
fonoreceptores que se encuentran en diversas partes del cuerpo; otras especies pueden
producir sonidos mediante estructuras con funciones defensivas y de reclamo sexual,
como el saltamontes, grillos y cigarras.
En los vertebrados los receptores acústicos o fonoreceptores alcanzan una total difusión
y un elevado grado de perfección ya que el sonido como medio de comunicación en sus
distintas facetas, defensa, reclamo sexual, contacto de grupo, etc.
44
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
A continuación vas a repasar los conocimientos que has adquirido hasta el momento.
I.
Realiza lo que a continuación se te solicita.
1. Dibuja una neurona, anota los nombres de sus partes y la función que cada una
de ellas realiza.
2. Describe brevemente la transmisión del impulso nervioso y de la sinapsis entre
dos neuronas.
3. ¿Cuál es la relación entre arco reflejo e irritabilidad?
II. Relaciona los nombres de la derecha con los de la izquierda colocando en el
paréntesis la letra que le corresponde.
a) Hormona
b) Glándula
(
(
(
(
(
)
)
)
)
)
Función
Tejido
Sustancia
Órgano
Célula
45
III. Contesta las siguientes preguntas.
1. ¿Qué parte de la hipófisis produce hormonas que actúan sobre otras glándulas?
2. ¿Sobre que glándulas actúa la hipófisis y cuáles son endocrinas y exocrinas?
IV. En el siguiente esquema se representa la forma en que se regula la producción de
algunas hormonas; analízalo y, de acuerdo con lo establecido para la
retroalimentación, explica si la producción de hormonas está regulada o no por este
mecanismo.
Parte del sistema
nervioso encargada de
detectar la concentración
de una hormona
Glándula maestra
(hipófisis)
Concentración superior a la
programada
Se inhibe la
producción
Concentración menor a
la programada
Se estimula la
producción
Glándula
Hormona
Circulación
Órgano blanco
V. Relaciona ambas columnas de acuerdo al tipo de sistema nervioso que presentan
los diferentes grupos de animales.
1. Nervioso cordal
2.- Nervioso anular
3.- Nervioso red
4.- Nervioso ganglionar
5.- Nervioso tubular
(
(
(
(
(
46
) Vertebrados
) Celenterados
) Platelmintos
) Equinodermos
) Anélidos y Artrópodos
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Con lo que aprendiste de ambos mecanismos analiza las semejanzas y diferencias que
tienen el mecanismo químico (SISTEMA ENDOCRINO) y el mecanismo electroquímico
(SISTEMA NERVIOSO) en los animales.
Semejanzas entre el sistema nervioso y el endocrino:
- Las estructuras a responder están alejadas de la glándula o del centro nervioso.
- La regulación de ambos sistemas depende de la retroalimentación.
Diferencias entre el sistema nervioso y el endocrino:
- Cada impulso nervioso sigue una vía limitada anatómicamente al nervio. En cambio, la
hormona circula por todo el cuerpo, gracias a la sangre.
- En el sistema nervioso se estimulan las células que están en contacto con las
terminaciones nerviosas, y en el sistema hormonal se estimulan las células que en sus
membranas tienen receptores para las hormonas.
- El sistema nervioso, en general controla actividades que se realizan con rapidez; el
sistema endocrino actúa sobre actividades con velocidades diversas que pueden ir
desde unos segundos hasta años.
- El impulso nervioso estimula la actividad de los músculos de diferentes tipos –estriado,
cardiaco y liso- y de glándulas tanto endocrinas como exocrinas; las hormonas influyen
en la velocidad del metabolismo celular.
47
RECAPITULACIÓN
En este fascículo estudiaste la información que mantienen los seres vivos con sus
medios internos y externos, su integración y control de funciones IRRITABILIDAD Y
HOMEOSTASIS.
Así como los MECANISMOS QUÍMICOS mediante los cuáles los HONGOS, PLANTAS
y ANIMALES responden a los estímulos recibidos y se mantiene como sistema.
También se mencionaron los diferentes tipos de sustancias que participan en la
recepción y procesamiento de información que presentan los organismos pluricelulares
así también se trataron las hormonas de las plantas y los animales.
Y el MECANISMO ELECTROQUÍMICO o NERVIOSO de los animales el cual esta
formado por dos mecanismos químicos que son las sustancias que elaboran los
animales ya sea para defensa propia o del medio y para realizar diferentes actividades
como la atracción de la pareja en época de celo como por ejemplo las ferohormonas.
Estas sustancias están reguladas por el Sistema Endocrino o Glándular, el cual
incluye una gran cantidad de hormonas de diferente origen y actúan en la regulación de
ciertas actividades metabólicas de los animales.
En los animales existen varios órganos encargados de recibir información del medio
interno y externo; receptores de información a la sensibilidad, como táctil, auditiva,
olfativa, gustativa y el sentido de la vista.
48
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
Realiza la siguiente actividad la cual te permitirá consolidar los conocimientos que has
adquirido con el estudio de este fascículo.
I.
Coloca en la línea de la izquierda una letra “Q” cuando el ejemplo de relación o
integración con el medio sea de tipo químico y una “N” cuando sea de tipo nervioso,
en algún caso tendrás que colocar ambas letras.
1.
La respuesta que manifiestan los mamíferos (en movimiento) a
los cambios de temperatura.
La acción de las auxinas en el crecimiento de las plantas.
La respuesta de los animales al peligro.
La atracción de los animales en su época de celo.
La formación de esporangios en la reproducción en los hongos.
2.
3.
4.
5.
II. Lee con atención las siguientes preguntas y coloca en el paréntesis la letra que
corresponda.
6. (
) Es la función mediante la cual los seres vivos reciben información, la procesan
y responden a ella.
a) Homeostasis
b) Respiración
c) Irritabilidad
d) Metabolismo
7. (
) Es la función del organismo mediante la cual las condiciones del medio interno
se mantienen dentro de ciertos límites, siempre y cuando el ambiente externo no
rebase los puntos letales de la especie.
a) Metabolismo
8. (
d) Homeostasis
b) Axón
c) Soma
d) Dentrita
) Glándula que regula otras glándulas y tejidos corporales.
a) Suprarrenal
10. (
c) Respiración
) Es la ramificación de la neurona que se encarga de recibir el mensaje.
a) Sinapsis
9. (
b) Irritabilidad
b) Hipotálamo
c) Paratiroides
d) Hipófisis
) Los hongos responden a los estímulos del ambiente por el mecanismo.
a) Físico
b) Biológico
c) Químico
49
d) Nervioso
AUTOEVALUACIÓN
Como una forma de verificar los conocimientos que has adquirido, te proporcionamos las
respuestas a las Actividades de Consolidación, esto te servirá para identificar los aciertos
y errores que hayas tenido.
I.
1. Q, N
2
Q
3. Q
4. Q
5. Q
II.
6. ( c )
7. ( d )
8. ( d )
9. ( d )
10. ( c )
50
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
CURTIS, H. y Barnes, S.N. Biología . Editorial Médica Panamericana, Buenos Aires,
1994, pp. 685-709; 832 – 865.
HÖKFELT, Tomás. “Los mensajeros químicos del cerebro”. Mundo Científico núm. 5.
Departamento de Histología del Instituto Karolinska, Estocolmo, julio de
1981, pp. 504-514.
LIORET, Claude. Palmeras, probeta por millones. Mundo Científico núm. 18, octubre de
1982, pp. 1012-1014.
SHERMAN, W., y Sherman, G. Biología, perspectiva humana. McGraw-Hill, México,
1983.
SMALLWOOD, William L., y Green, R. Biología. Publicaciones Cultural, México,
1986.
51
COLEGIO DE BACHILLERES
BIOLOGÍA II
FASCÍCULO 3. REPRODUCCIÓN Y CICLOS DE VIDA
EN ORGANISMOS PLURICELULARES
(HONGOS, PLANTAS Y ANIMALES)
Autores: Francisco Ricardo Alonso de la
Cuesta
Alicia Govea Villaseñor
1
2
ÍNDICE
INTRODUCCIÓN
5
CAPÍTULO 1. REPRODUCCIÓN EN HONGOS Y
PLANTAS (ORGANISMOS
PLURICELULARES)
7
PROPÓSITO
9
1.1 ANTECEDENTES Y FUNDAMENTOS
1.1.1 TIPOS DE REPRODUCCIÓN
1.1.2 MODALIDADES DE LA REPRODUCCIÓN
SEXUAL
1.1.3 MODALIDADES DE LA REPRODUCCIÓN
ASEXUAL
1.1.4 CICLOS DE VIDA
1.2 CICLOS DE VIDA EN LOS HONGOS
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
MIXOMICETOS
ZIGOMICETOS
ASCOMICETOS
BASIDIOMICETOS
1.3 REPRODUCCIÓN EN LAS PLANTAS
1.3.1 CICLOS BIOLÓGICOS EN LAS PLANTAS
VASCULARES (TRAQUEOFITAS)
1.3.2 CICLOS DE VIDA EN LOS HELECHOS
(CLASE FILICINAE)
1.3.3 CICLOS BIOLÓGICOS EN LAS PLANTAS
CON
SEMILLA
(GIMNOSPERMAS
Y
ANGIOSPERMAS)
3
11
15
17
20
23
31
32
34
36
40
45
50
51
53
RECAPITULACIÓN
ACTIVIDADES INTEGRALES
AUTOEVALUACIÓN
CAPÍTULO 2. REPRODUCCIÓN EN ANIMALES
(ORGANISMOS PLURICELULARES)
80
81
83
85
PROPÓSITO
87
2.1 REPRODUCCIÓN ASEXUAL
90
2.1.1 GEMACIÓN
2.1.2 EXCISIÓN Y REGENERACIÓN
2.1.3 PARTENOGÉNESIS
2.2 REPRODUCCIÓN SEXUAL
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
TIPOS DE ORGANISMOS
GAMETOGÉNESIS
FECUNDACIÓN
APARATOS REPRODUCTORES
CICLOS REPRODUCTORES
2.3 DESARROLLO EMBRIONARIO
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
SEGMENTACIÓN
GASTRULACIÓN
DIFERENCIACIÓN U ORGANOGÉNESIS
TIPOS DE DESARROLLO
GESTACIÓN O EMBARAZO
90
90
91
94
94
97
102
107
114
120
120
123
126
129
134
2.4 CICLOS BIOLÓGICOS
140
RECAPITULACIÓN
ACTIVIDADES INTEGRALES
AUTOEVALUACIÓN
155
156
159
RECAPITULACIÓN GENERAL
160
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
161
AUTOEVALUACIÓN
163
ACTIVIDADES DE GENERALIZACIÓN
164
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
169
4
INTRODUCCIÓN
En el primer capítulo de este fascículo se tratará el tema de la reproducción de los seres
vivos, estudiarás primordialmente los conceptos fundamentales que te permitirán abordar
el estudio de los procesos reproductivos en los reinos Fungi y Plantae.
Así, estos procesos conceden a la multiplicación de las especies, la transferencia de la
vida de una generación a otra, lo que hace posible la conservación de las especies a
través del tiempo.
Es interesante observar que, por ejemplo, los hongos siempre producen hongos y nunca
plantas. ¿Sabes a qué se debe esto? Como estudiarás en el siguiente capítulo, esto se
debe a que la reproducción va siempre ligada a los mecanismos de la herencia, y es la
responsable de la producción de individuos sobre los cuales actúa el ambiente, que junto
con otros factores puede conducir a la evolución de las especies.
De manera que, el estudiar el tema de la reproducción será importante para la
comprensión de otros campos del conocimiento biológico, tales como, Genética,
Ecología y Evolución.
Tal conocimiento tiene muchas aplicaciones prácticas en la agricultura, ganadería,
conservación de especies silvestres, producción de medicamentos y numerosas
materias primas de origen biológico, entre otros campos de la actividad humana.
En el primer capítulo, te pedimos que reflexiones sobre la utilidad del conocimiento de
los procesos reproductivos de hongos y plantas. ¿En qué aspectos consideras que nos
afecte el fracaso o poco éxito en su reproducción? Seguramente tú podrías dar varias
respuestas a tal cuestionamiento. No debes olvidar que el metabolismo, la nutrición, la
respiración y la excreción de dichos organismos tienen enormes consecuencias en la
biosfera, y de hecho, la vida no sería posible si fracasaran o fueran afectados los
mecanismos reproductores de las plantas y los hongos.
En el segundo capítulo, estudiarás la reproducción de algunos grupos representativos de
los animales metazoarios.
5
Como sabemos, la reproducción es una característica común a todos los organismos
vivos mediante la cual se forman otros semejantes a cada especie que los reemplazan
cuando éstos mueren. De ésta manera, se lleva cabo la continuidad de las especies a
través del tiempo.
Hoy en día ya es familiar hablar de reproducción, óvulos, espermatozoides y testículos, y
se conocen ampliamente los procesos de formación de gametos, fecundación y
desarrollo embrionario. Esto es producto de los avances científicos de las últimas
décadas; sólo bastaría hacer un poco de historia y recordar a Aristóteles, a Lázaro
Spallanzani y a sus contemporáneos, quienes no conocían los óvulos ni los
espermatozoides, pero sabían que el macho producía el semen, y sus ideas los llevaron
a creer que dentro del semen había un hombrecito o una mujercita en miniatura y el
útero servía de sustrato, en el cual únicamente crecía. Esta explicación sobre el
nacimiento del hombre se conoció como teoría de la preformación.
Todavía a principios de este siglo una comunidad de esquimales no relacionaba el acto
sexual o coito con la procreación de un nuevo ser, por lo que practicaban el coito
libremente, incluso veían mal que un visitante no tuviera relaciones con la mujer del
anfitrión. Creían que los niños eran enviados por un ser divino.
A la luz de los nuevos conocimientos sobre la reproducción, se ha podido llevar a cabo el
control de plagas, la intensificación de la producción agrícola y ganadera; la prevención y
control de enfermedades, y se están utilizando métodos anticonceptivos que permiten el
control de la fecundidad.
En la actualidad se habla de bancos de semen de germoplasma, de nuevos métodos
anticonceptivos que permiten el control de la fecundidad y nuevas técnicas de
fecundación in vitro para padres estériles y cirugías en embriones.
6
CAPÍTULO 1
REPRODUCCIÓN EN HONGOS Y PLANTAS
(ORGANISMOS PLURICELULARES)
1.1 ANTECEDENTES Y FUNDAMENTOS
1.1.1
1.1.2
1.1.3
1.1.4
Tipos de Reproducción
Modalidades de la Reproducción Sexual
Modalidades de la Reproducción Asexual
Ciclos de Vida
1.2 CICLOS DE VIDA EN LOS HONGOS
1.2.1
1.2.2
1.2.3
1.2.4
Mixomicetos
Zigomicetos
Ascomicetos
Basidiomicetos
1.3 REPRODUCCIÓN EN LAS PLANTAS
1.3.1
1.3.2
1.3.3
Ciclos Biológicos en las Plantas Vasculares (Traqueofitas)
Ciclos de Vida en los Helechos (Clase Filicinae)
Ciclos Biológicos en las Plantas con Semilla (Gimnospermas
y Angiospermas)
7
8
PROPÓSITO
En este capítulo estudiaremos el tema de la reproducción en los hongos y plantas, sus
características y modalidades.
A fin de que comprendas bien lo que implica este proceso en los organismos antes
mencionados, revisaremos primero los conceptos básicos y las generalidades respecto
del tema (reproducción) y luego hablaremos de sus formas básicas (sexual y asexual);
con ello adquirirás las bases necesarias para entender los ciclos biológicos de los
organismos miembros de estos reinos (fungi y plantae).
Para la mejor comprensión del tema, te recomendamos que analices con mucho cuidado
los esquemas y modelos reproductivos, que resuelvas las preguntas y hagas las
actividades que se te indican a lo largo del capítulo.
De esta manera esperamos despertar en ti el interés por el fenómeno de la reproducción
y, ¿por qué no?, la admiración por las estrategias de supervivencia que los seres vivos
emplean para preservar su estirpe y perpetuar su especie.
9
10
CAPÍTULO 1
REPRODUCCIÓN EN HONGOS Y PLANTAS
(ORGANISMOS PLURICELULARES)
1.1 ANTECEDENTES Y FUNDAMENTOS
La reproducción es el proceso por el cual los seres vivos originan a otros organismos
de su misma especie, y a éstos trasmiten su información genética. Ésta permite la
conservación de las especies, así como la transmisión y conservación del material
genético.
Los procesos reproductores tienen como fundamento las materias
proporcionadas por la nutrición, el metabolismo y los procesos homeostáticos.
primas
Recuerda que estos procesos hacen posible el mantenimiento de la vida, el crecimiento,
la autor reparación y el desarrollo de la célula, que en un momento dado traerá como
consecuencia la división celular.
En los organismos unicelulares esta división implica un mecanismo de reproducción
porque genera nuevas unidades vivas; pero a nivel de los organismos pluricelulares la
división de las células tiene varias finalidades: la reposición de los tejidos, el crecimiento
de los organismos y también la de generar las células que intervienen en la
reproducción, es decir, las unidades reproductivas (gametos o esporas), a partir de las
cuales se pueden producir nuevos individuos.
Se debe aclarar que los organismos pluricelulares no siempre se reproducen a partir de
esporas o gametos, sino también, en algunos casos, se pueden generar nuevos
individuos a partir de una parte del progenitor, en cuyo caso la división celular juega un
papel determinante.
Toma en cuenta que en la división celular es inseparable de la autoduplicación del DNA
y, por lo tanto, de la transmisión de la información genética.
11
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Analiza la siguiente figura y a continuación contesta lo que se te solicita.
Figura 1. División Celular.
12
Es indispensable que tengas en mente las modalidades de la división celular que se
presentan en los diferentes organismos para que comprendas los procesos
reproductivos.
1. ¿Qué consecuencias tiene la división celular en los organismos pluricelulares?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. ¿Qué relación existe entre nutrición, metabolismo y homeostasis con la división
celular?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3. ¿Qué consecuencias tiene la división celular en los organismos unicelulares?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Recuerda que en los organismos eucarióticos el mecanismo más frecuente de división
celular es la mitosis, que origina células que reciben el mismo número de cromosomas
que presentaba la célula original (ya sea ésta haploide o diploide).
El otro mecanismo de división celular que se presenta en determinados momentos de la
vida de los organismos eucarióticos es la meiosis, que origina células con la mitad del
número de cromosomas de la célula original.
En la meiosis siempre se parte de células diploides (2n), por lo que se obtiene células
haploides (n).
13
Figura 2. Mitosis y Meiosis.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Contesta las siguientes preguntas:
1. Si el gato es una especie de diploide y su número cromosómico es 38 (2n = 38) y
sus gametos se producen por meiosis, contesta:
a) ¿Cuántos cromosomas hay en dichos gametos? ____________________________
________________________________________________________________________
b) Por lo tanto, los gametos son _____________________________________________
c) ¿Entonces cómo es que se restablece el número de cromosomas diploides
característico de su especie? _____________________________________________
________________________________________________________________________
14
1.1.1 TIPOS DE REPRODUCCIÓN
La observación y estudio de los procesos y fenómenos que conducen a la reproducción
en las diferentes especies vivientes es fascinante y compleja. Una forma común de
clasificar para su estudio a estos procesos es dividirla en dos grandes modalidades:
reproducción sexual y reproducción asexual.
Muchas especies se reproducen sólo asexualmente, otras mediante reproducción sexual
y otras más se reproducen de ambas formas.
A) Reproducción Sexual
En esta modalidad intervienen dos células reproductoras denominadas gametos, que se
unen o funcionan formando una sola célula: el cigoto o célula huevo, a partir del cual
se desarrolla un nuevo organismo. La unión o fusión de los gametos o células sexuales
se denomina fecundación o fertilización. Los gametos son siempre haploides, por lo que
el cigoto que resulta de su unión es diploide.
Figura 3. Cigoto.
Debe señalarse que en algunos casos no se unen las células enteras, sino solamente
núcleos celulares, hablándose en este caso de núcleos gaméticos. Los gametos se
pueden originar en muchas especies mediante meiosis, mientras que en otras la división
celular que los origina es la mitosis (precedida en algún momento por la meiosis). En los
organismos pluricelulares los gametos que se unen provienen generalmente de dos
diferentes progenitores, aunque en otros casos dichos gametos proceden de un solo
progenitor. Por ello no es correcto afirmar que en la reproducción sexual siempre
intervienen dos progenitores para producir la descendencia. El aspecto esencial de esta
forma de reproducción es la necesidad de la unión gamética para que surjan los nuevos
individuos.
15
Un aspecto destacado es el hecho de que la descendencia originada mediante
reproducción sexual nunca es idéntica a los padres. Estos hijos presentan una amplia
gama de variaciones en sus características. Esta variabilidad no solo proviene de las
mutaciones que pueden ocurrir al azar en la autoduplicación del DNA o del fenómeno del
entrecruzamiento de cromosomas homólogos que se produce en la sinapsis durante la
meiosis, sino de la distinta información genética que se combina con la fusión de
gametos.
En la reproducción sexual las variaciones de los hijos se incrementa debido a que éstos
reciben dos tipos diferentes de información genética, provienen de cada uno de los
gametos. Otro factor que también incrementa la variabilidad es la ocurrencia de la
meiosis, que se presenta en algún momento de la vida de los organismos que tienen
reproducción sexual. Debes recordar que en este tipo de división celular ocurren los
fenómenos de la sinapsis y el entrecruzamiento entre las parejas de cromosomas
homólogos, originándose incremento en las variaciones genéticas.
Tal como verás en el siguiente fascículo, las variaciones en las características de las
nuevas generaciones es de suma importancia en los procesos evolutivos que pueden
conducir a la adaptación de las especies al ambiente.
B) Reproducción Asexual
En esta modalidad no se requiere de la unión de gametos para que se produzca la
descendencia. En estos casos los hijos se producen a partir de un solo progenitor, por lo
que podemos concluir que ésta es una forma de reproducción más simple y directa.
Además, no debes olvidar que tal forma es la más antigua de generar descendencia; en
cambio, la reproducción sexual se desarrolló en los tiempos posteriores de la evolución.
¿A quién crees que se parezca la descendencia producida mediante
reproducción asexual?
No debes olvidar que en este caso los hijos reciben toda información genética del único
progenitor del cuál proceden, por lo que podemos decir que éstos son idénticos a su
progenitor. Sin embargo, debemos señalar que la descendencia puede presentar
variaciones, debido a las mutaciones, que introducen cambios al azar en ciertos
organismos de cada generación originada mediante reproducción asexual, por lo que no
hay que olvidar que este tipo de reproducción no impide la evolución y muchas especies
prosperan reproduciéndose exclusivamente en esta forma.
16
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Contesta las siguientes preguntas:
1. Menciona las causas de la variabilidad que ocurren en las especies que presentan
reproducción sexual.
____________________________________________________________________________
2. Define con tus propias palabras el concepto de reproducción asexual.
____________________________________________________________________________
3. Señala la causa de las variaciones de la descendencia surgida mediante dicho tipo de
reproducción.
____________________________________________________________________________
4. Indica, ¿cuál es la diferencia esencial entre la reproducción sexual y la asexual?
____________________________________________________________________________
1.1.2 MODALIDADES DE LA REPRODUCCIÓN SEXUAL
De acuerdo con las características de los gametos que se unen en la fecundación, se
puede hablar de tres tipos de reproducción sexual: isogamia, anisogamia y oogamia.
En la isogamia (de isos = igual), los gametos que se fusionan son iguales en su aspecto
(tamaño y estructura). En la anisogamia (de anisos = desigual), ambos gametos son de
tamaño diferente, aunque la estructura y el aspecto son muy similares. Por ejemplo,
ambos son flagelados y móviles, aunque de diferente tamaño. En la oogamia (de oion =
huevo), los gametos presentan notables diferencias en su estructura y tamaño, además
de comportarse de manera diferente en la fecundación. Así, un gameto es grande e
inmóvil y recibe el nombre de óvulo, ovocélula u oosfera, mientras que el otro tipo de
gameto es pequeño y móvil y recibe el nombre de espermatozoide o anterozoide.
Al óvulo se le identifica como el gameto femenino y al espermatozoide como el gameto
masculino. Observa que tales términos sólo se aplican en el caso de la oogamia, donde
es adecuado señalar que estos gametos son de diferente sexo: femenino y masculino.
17
Analiza la figura 5 y completa lo que se te indica:
Figura 5. Diferentes tipos de gametos.
Caso (a), corresponde a _______________, debido a que ______________________.
Caso (b), corresponde a _______________, caracterizada por __________________.
Caso (c), es un caso de _______________, en razón de que ___________________.
En la isogamia de ninguna manera se puede hablar de gametos masculinos y femeninos.
En la anisogamia a veces se identifica el gameto más pequeño como el masculino y al
mayor como el femenino, aunque no hay que olvidar que los dos son móviles y se
comportan igual en la fecundación.
Como puedes advertir, solo en el caso de la oogamia empezamos a referirnos a los
conceptos de sexo femenino y sexo masculino, respecto de los dos tipos de gametos.
Las especies que presentan oogamia las podemos separar en dos grupos: dioicas y
monoicas.
En las especies dioicas (di = dos, oikos = casa) se presentan dos tipos de individuos,
cada tipo produce solamente un tipo de gameto. Así tenemos individuos productores de
óvulos, que se dice pertenecen al sexo femenino, y los individuos que producen
espermatozoides, al sexo masculino. En este caso se dice que existen sexos separados,
con dos tipos de individuos o sexos.
18
Figura 6. Células oogámicas
En cambio en las especies monoicas (o hermafroditas), los dos tipos de gametos son
producidos por un mismo individuo. En este caso no podemos hablar de sexos
separados, no hay individuos femeninos o masculinos, sino monoicos (monos = una,
oikos = casa) o hermafroditas.
En el hermafroditismo puede presentarse una autofecundación cuando los gametos que
se unen proceden de un mismo progenitor, por lo que se dice que los individuos se
autofecundan (auto = por si mismo).
En otros casos tiene lugar una fecundación cruzada, debido a que los gametos que se
unen provienen de dos diferentes progenitores, por lo que dos individuos hermafroditas
requieren intercambiar gametos.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Analiza la figura 7 e identifica a qué caso de hermafrodismo corresponden los siguientes
casos.
Figura 7. Tipos de Hermafroditismo.
A continuación explica las anteriores figuras:
a) ___________________________________________________________________________
b) ___________________________________________________________________________
19
1.1.3 MODALIDADES DE LA REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Como estudiaste en tu curso de Biología I, en los organismos unicelulares se presentan
varias modalidades de reproducción asexual, todas basadas en la división celular, tales
como la fisión binaria o bipartición, la gemación y la fisión múltiple o esporulación. A
continuación te pedimos que estudies los siguientes esquemas que te servirán para
recordar tales procesos.
Figura 8. Tipos de reproducción en organismos unicelulares.
En el caso de los organismos objeto de este capítulo: las plantas y los hongos, nos
referimos a dos modalidades de las anteriores que se presentan en estos tipos de
organismos. Así tenemos que en hongos unicelulares como las levaduras se presenta la
gemación, en la cual se originan dos células hijas de diferente tamaño, la más pequeña
de las cuales recibe el nombre de brote o yema.
Figura 9. Generación.
En los hongos y plantas también se presenta la esporulación. En este caso, a partir de
una célula se originan varias células pequeñas que reciben el nombre de esporas. Las
esporas son células reproductoras que se desarrollan directamente en nuevos
organismos. Estas células especializadas para la reproducción asexual pueden ser
haploides o diploides y pueden surgir por mitosis o por meiosis, según el grupo de
organismos de que se trate.
20
Las esporas se convierten frecuentemente en estructuras especiales denominadas
esporangios. En especies de hongos acuáticos, las esporas son flageladas, por lo que
pueden nadar. En especies terrestres tanto hongos como plantas presentan gruesas y
duras cubiertas externas y son inmóviles; en este caso son capaces de resistir
condiciones adversas como la desecación. Las esporas constituyen un excelente medio
para la dispersión geográfica.
Otro método de reproducción asexual que se presenta tanto en hongos como en las
plantas, es la reproducción vegetativa; hay que señalar que procesos de este tipo se
presentan en muchos animales. En la reproducción vegetativa una porción o agrupación
multicelular del progenitor pasa a un nuevo organismo.
En los casos más simples de la misma, encontramos al proceso llamado fragmentación
en que, por ejemplo, por causas accidentales un organismo se fragmenta en varias
porciones, las cuales regeneran o completan las partes faltantes hasta formar
organismos completos.
En otros casos más especializados de reproducción vegetativa se observa que, en los
organismos adultos se desarrollan complejos o acumulaciones multicelulares que
pueden llamarse cuerpos proliferativos o propágulos vegetativos ( de propagar, o difundir
o extender).
Figura 10. Reproducciones vegetativas.
Al respecto te daremos algunos ejemplos:
En los musgos se forman estos cuerpos proliferativos o propágulos que al soltarse de la
planta progenitora desarrollan nuevas plantas. En las hojas de ciertos helechos y
fanerógamas se forman pequeñas plantitas que se desprenden y desarrollan
rápidamente al caer al suelo.
En otros casos, en las plantas sirven para la reproducción vegetativa de ciertos órganos
de las mismas, tal es el caso de la papa o patata, que es un tallo o tubérculo subterráneo
cuyo papel no es únicamente almacenar alimentos, sino servir también para la
reproducción de estas plantas. Así aparecen en las papas una especie de oquedades o
brotes que suelen llamarse “ojos” y que albergan yemas (primordios o rudimentos de un
tallo u hojas), a partir de las cuales se pueden desarrollar nuevas plantas, actuando así
como propágulos vegetativos; y también de bulbos (tallos subterráneos cortos), como es
el caso de la cebolla de raíces o incluso de hojas en diferentes especies, pueden en
condiciones adecuadas, originarse plantas completas.
21
Figura 11. Diferentes tipos de reproducción vegetativa.
Otros casos interesantes se presentan en ciertos helechos y fanerógamas como la
frambuesa, que arquean sus largas ramas hasta tocar el suelo, desarrollando entonces
una nueva planta. En las fresas y pastos se producen tallos horizontales laterales, sobre
la superficie del suelo, los cuales originan las nuevas plantas.
En muchos casos los seres humanos propagan a varias especies vegetales a partir de
hojas y determinados trozos de tallos o ramas (estacas y acodos) o mediante los ojos o
propágulos de la papa, brotes de los tallos subterráneos de las plantas de plátano,
etcétera.
Señala otros ejemplos que conozcas respecto de plantas no mencionadas que pueden
reproducirse de esta manera: ____________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
22
No olvides que en todos los casos anteriores las plantas producidas por reproducción
vegetativa son copias genéticas de sus progenitores. De hecho lo más frecuente es que
los métodos de reproducción vegetativa y los de reproducción sexual se presenten en
una misma especie vegetal.
Recuerda que en todos los casos anteriores de reproducción vegetativa señalados los
nuevos organismos surgen a partir de porciones multicelulares de los progenitores.
1.1.4 CICLOS DE VIDA
La inmensa mayoría de organismos eucarióticos presentan reproducción sexual en una
etapa de su vida. Este proceso, caracterizado por la fusión de gametos haploides, origina
un cigoto diploide, e implica por ello el paso de una dotación cromosómica a otra, tal
como lo estudiaste en Biología I.
Entre uno y otro proceso sexual de una generación a otra, se presenta la meiosis, la cual
permite que, no obstante las fecundaciones sucesivas generación tras generación, se
conserve el número normal de cromosomas característico de cada especie.
Dependiendo del tipo de organismo de que se trate, la meiosis se presentará en
diferentes momentos de la vida de los mismos. Esto tiene lugar en cada generación,
formando parte de los ciclos de vida o desarrollo de los organismos. En tales ciclos de
vida se observan los cambios de fase nuclear o cromosómicos caracterizados por el
paso de la dotación haploide a la diploide y viceversa.
Hay que señalar que en el caso de especies pluricelulares, tales cambios cromosómicos
sólo se presentan en determinadas células, pero ello permite que estos organismos
conserven su dotación cromosómica generación tras generación.
De acuerdo con el momento de la ocurrencia de la meiosis en la vida de los diferentes
organismos eucarióticos, podemos establecer tres tipos de ciclos de vida:
A) Ciclo Haplóntico
Se da en especies que presentan normalmente la dotación cromosómica haploide
durante toda su vida. En este caso, la fusión de los gametos haploides origina al cigoto
diploide, que al desarrollarse sufre muy pronto la meiosis, lográndose así la recuperación
y conservación del número haploide de cromosomas normal en estas especies.
23
Figura 12. Ciclo Haplóntico.
En el siguiente esquema observa que la etapa diploide en este ciclo es muy breve y
fugaz. Los organismos son haploides durante toda su vida. Tales tipos de ciclo se
presentan en especies de protistas unicelulares y multicelulares, y en especies de
hongos.
Señala cuál es la etapa (haploide o diploide) más larga y cuál la etapa más corta en el
ciclo de vida haplóntico: _________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
B) Ciclo Diplóntico
Se presenta en especies que son normalmente diploides durante toda su vida. Los
gametos haploides se originan mediante meiosis a partir de células diploides. La
fecundación conduce a la recuperación de la dotación diploide normal de estos
organismos. El cigoto se desarrolla mediante mitosis, por lo que los nuevos individuos
son diploides.
24
Figura 13. Ciclo Diplóntico.
1. Indica a continuación cuál etapa (la haploide o la diploide) es la más larga y la más
corta en el ciclo diplóntico:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. Explica lo que ocurrirá de no presentarse la meiosis en la formación de los gametos:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Esta modalidad de ciclo de vida la encontramos en especies de protistas unicelulares y
multicelulares, en hongos y en los animales que serán estudiados en el siguiente
capítulo.
25
C) Ciclo Diplohaplóntico
En esta modalidad se presentan dos clases de individuos distintos entre sí, por la
dotación cromosómica (haploide o diploide) y por el modo de reproducción (asexual o
sexual), observándose una alternancia regular de un tipo de individuo al otro.
Así, tenemos que un individuo u organismo diploide por reproducción asexual origina a
organismos o individuos haploides, que por reproducción sexual originan a individuos
diploides, y así, sucesivamente.
Figura 14. Ciclo Diplohaplóntico.
Observa que las dos generaciones o tipos de organismos se alternan regularmente. Una
fase diploide origina a una fase haploide, y viceversa, por ello este ciclo se denomina
diplohaplóntico (o de alternancia de generaciones). Esto permite obtener las ventajas de
la reproducción asexual y sexual en forma regular. En la figura 15 te presentamos el
esquema completo de dicho ciclo.
26
Figura 15. Ciclo Diplohaplóntico.
Las esporas n (haploides) se desarrollan por divisiones mitóticas originando nuevos
individuos haploides, que comenzarán el ciclo nuevamente. Observa que en este ciclo la
meiosis ocurre al formarse las esporas a partir de los individuos diploides, por lo que
podemos hablar de meiosis esporogénica. Estos interesantes ciclos se presentan en
especies de protoctistas unicelulares, multicelulares y de hongos. Asimismo, se observa
en todas las plantas.
A los organismos haploides que se reproducen sexualmente se les suele denominar
gametófitos (de gametos) y los diploides que se reproducen sexualmente como
esporofitos (de esporas). En diferentes especies pluricelulares con ciclo diplohaplóntico,
las dos fases o tipos de organismos que se suceden una a la otra pueden ser:
- Iguales en forma, tamaño y separados (con desarrollo o vida independiente).
- Diferentes en forma, tamaño y separados.
- Diferentes y unidos.
En el primer caso (fases iguales e independientes) se habla de un ciclo isomórfico (de
isos = igual, morfos = forma).
En los dos casos siguientes (fases diferentes) se habla de un ciclo heteromórfico (de
heteros = diferente).
En la modalidad heteromórfica, cuando ambas fases están unidas por determinados
lapsos, se encuentra que una de estas fases es de menor tamaño, además de que
generalmente se nutre del organismo o fase en que se está desarrollando, que es más
grande. En tal caso, a la más pequeña y dependiente se denomina fase reducida y a la
más grande, fase dominante. Además, la fase reducida suele ser de corta duración
temporal en el ciclo, en tanto que la fase dominante es la más larga en duración temporal
en el mismo.
27
Figura 16. Modelos de los Ciclos de Vida.
Es importante señalar que el ciclo más antiguo en la evolución, y que se desarrolló
primero en los organismos, es el haplóntico.
Los tres modelos de ciclos de vida que te hemos presentado sólo incluyen los principales
aspectos de los mismos, pero existen otras particularidades importantes que
señalaremos a continuación.
28
Así tenemos que en el ciclo haplóntico los individuos haplónticos también pueden
producir esporas mediante mitosis; estas esporas haploides originan directamente a
nuevos organismos haplónticos, repitiéndose esta forma de reproducción asexual varias
veces. También puede producirse más organismos haploides mediante reproducción
vegetativa, hasta que en un momento dado (generalmente bajo condiciones ambientales
desfavorables), se realiza la reproducción sexual. No olvides que la meiosis cigótica
permite la recuperación de la condición haploide.
En los ciclos diplónticos también puede darse el caso de que en ciertas especies se
produzcan esporas 2n mediante mitosis, que dan origen a más organismos diplóides.
Asimismo puede llevarse a cabo reproducción vegetativa originando por mitosis a
individuos obviamente diploides.
Recuerda que estos casos se presentan en
determinadas especies, no en todas.
Asimismo, en los ciclos diplohaplónticos tanto los esporofitos y los gametofitos, o sólo
uno de los dos, pueden producir a más individuos de su mismo tipo, mediante
reproducción vegetativa principalmente.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Contesta las siguientes preguntas.
I.
Con base en la figura anterior (15) escribe los datos que se solicitan.
a)
El individuo haploide se reproduce,
, éste origina gametos por
división celular
,
La fusión de gametos da lugar al cigoto 2n, que se desarrolla mediante
divisiones celulares de tipo
, surgiendo así el individuo
o fase
b)
El individuo diploide al madurar se reproduce:
mediante la esporulación, durante la cual se realiza la división celular:
II. Con base al estudio de este tema, explica lo siguiente.
a)
Define con tus propias palabras los tres tipos de ciclo de vida que se presentan
en los organismos eucarióticos.
b)
Indica cuál es la diferencia entre las meiosis: cigótica, esporogénica y gamética.
29
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Recuerda que:
- La reproducción permite la producción de más individuos de cada especie y la
conservación de éstas a lo largo del tiempo.
- La reproducción es posible gracias a las funciones celulares que permiten la
conservación de la vida de los organismos.
- La división celular y la autoduplicación del DNA asociadas estrechamente son
responsables de la reproducción de los organismos unicelulares y de la producción de
las células necesarias para la reproducción de los organismos pluricelulares.
- Reproducción, herencia, evolución y adaptación son procesos estrechamente
relacionados.
- La reproducción puede ser sexual o asexual, según se requiera o no la fusión de
gametos a fin de producir la descendencia.
- La reproducción asexual siempre se realiza a partir de un solo progenitor y en la sexual
suelen intervenir dos progenitores, aunque también hay casos en que de un solo
progenitor surge la descendencia.
- En la reproducción asexual los hijos son idénticos a su único progenitor, excepto
cuando ocurren mutaciones, que introducen cambios al azar en ciertos organismos de
cada generación.
- Los procesos de la reproducción sexual incrementan la variabilidad en las
características de la descendencia, debido a la reunión de dos informaciones genéticas
diferentes en un mismo individuo y al proceso del entrecruzamiento meiótico.
- La meiosis se presenta en diferentes momentos de la vida de los organismos que
presentan reproducción sexual y hace posible que las especies conserven su número
normal de cromosomas que podría alterarse como consecuencia de la fusión de
gametos de una generación a otra.
- Dependiendo del momento en que se presente la meiosis en cada especie, los
organismos eucarióticos se clasifican en tres diferentes tipos de ciclos de vida:
haplóntico, diplóntico, diplohaplóntico, caracterizados por meiosis cigótica, gamética y
esporogénica.
Los anteriores conceptos los aplicarás para comprender los procesos reproductivos en
los organismos objeto de este capítulo: los hongos y las plantas.
30
1.2 CICLOS DE VIDA EN LOS HONGOS
Desarrollaremos el tema mediante representaciones gráficas de ciclos biológicos que,
consideramos, son característicos del reino. Desde luego incluiremos los hongos que ya
conoces (o has visto alguna vez); aplicaremos conceptos que ya hemos definido
anteriormente y surgirán términos nuevos con los que tendrás que familiarizarte para
entender y comprender mejor los procesos reproductivos sexuales y asexuales de los
hongos.
Comenzaremos con los ciclos de vida más “sencillos” y terminaremos con los procesos
más complicados, pero sólo incluiremos aquellos modelos que consideremos sean los
más representativos del reino, porque no será posible abarcar todos los grupos.
Iniciaremos con los mixomicetos que algunos autores (entre ellos Alexopoulus) clasifican
como hongos, pero que en los modernos sistemas de clasificación (Whittaker, Margulis,
Scwartz) son ubicados como protistas, junto con los oomicetos y acrasiales, que se
conocen comúnmente como mohos.
Hacemos esto para tratar de ajustarnos a la escala organizativa de los seres vivos que
como estrategia general del programa se ha adoptado para este curso (Biología II) y
para la materia de Biología. En este sentido, el ciclo biológico de los mixomicetos o
myxofitas servirá como punto de enlace entre los protistas y formas de organización
superiores, como suelen ser los fungi.
En el caso de los mixomicetos y los hongos se puede decir que la fecundación se realiza
en <<dos tiempos>>; primero se lleva a cabo la unión de los citoplasmas (plasmogamia)
y posteriormente se fusionan los núcleos (cariogamia). Es decir, en la unión de células
no sucede inmediatamente la fusión de núcleos (no siempre), a veces transcurre mucho
tiempo entre la plasmogamia y la cariogamia.
En el caso de los hongos, el término plasmogamia (que literalmente significa unión de
seres) se usa como sinónimo de conjugación o singamia entre dos micelios.
En el caso de las maximebas o de las zoosporas lo usaremos como sinónimo de:
_______________________________________________________________________________
En los mixomicetos como resultado de la plasmogamia y de la cariogamia, se forman el
cigoto (2n). Si las células que se fusionan son zoosporas (n), entonces el cigoto es
flagelado; si son mixamebas (n), entonces el cigoto tendrá forma ameboide.
Cualquiera que sea el caso, después de su formación los cigotos tienen dos opciones:
pueden aumentar de tamaño y sufrir una serie de divisiones nucleares mitóticas y
construir un cenocito (ser unicelular multinucleado) o pueden aglutinarse en torno de un
centro y formar un agregado (ser multicelular). (Ver micrografía 1).
31
1.2.1 MIXOMICETOS
El cuerpo exterior de estos “hongos”, también denominados mixofitas, está constituido
por una masa multinucleada de protoplasma desprovisto de pared celular. Es decir, más
que hongos, los mixomicetos son plasmodios. (Plasma = obra hecha en molde, un ser).
El ciclo biológico de estos mixofitas “comienza” cuando el esporangio de estos mohos
produce las esporas (n) (figura 17). Si el esporangio es diploide y produce esporas
haploides, ¿mediante qué mecanismo de división celular se forman dichas esporas y, por
lo tanto, de qué tipo son?: _______________________________________________________
Micrografía 1. Mixomicetos.
Las esporas (n) de estos mohos germinan en organismos unicelulares que suelen tener
forma ameboide y llamarse mixamebas o ser flageladas y denominarse zoosporas. En
cualquiera de los dos casos, dichas células se fusionan entre sí (se fecundan) y dan
lugar a la formación de un cigoto que, desde luego, es diploide. (Figura 17).
32
Figura 17. Ciclo biológico de los Mixomicetos
La maduración del cenocito o del agregado desemboca en la formación de un plasmodio
cuyos núcleos son diploides; el plasmodio se consumirá posteriormente en un
esporangio dentro del cual se formarán de nuevo (por meiosis) las esporas (n) (figura
17).
Observa detenidamente la figura 17 y contesta:
¿Qué tipo de unión sexual se lleva a cabo entre las mixamebas o entre las zoosporas?
_______________________________________________________________________________
En condiciones adversas, el plasmodio se enquista y forma un esclerocio (2n). Cuando
las condiciones vuelven a ser favorables, el esclerocio se deshace y el mixomiceto
fructifica. Es decir, se transforma en esporangio (figura 17).
Algunos autores no consideran a los mixomicetos como hongos sino como protistas. Los
verdaderos fungi están, con pocas excepciones, provistos de paredes celulares y tienen
estructuras típicamente filamentosas, aunque también hay formas de vida unicelular, por
ejemplo, las levaduras.
33
1.2.2 ZIGOMICETOS
Utilizaremos a Rhizopus como representante de este tipo de hongos.
El proceso
reproductivo asexual de este hongo comienza (por decirlo así) cuando la pared celular
del esporangio se deshace y libera las esporas. En condiciones favorables, dichas
esporas germinan y forman el hongo.
Figura 18. Proceso Reproductivo (Rhizopus).
El hongo está constituido por un micelio vegetativo (con hifas llamadas rizoides que fijan
el hongo al sustrato y absorben los nutrientes; estolones que corren al ras del sustrato), y
un micelio reproductivo (hifas denominadas esporangioforos portadoras del esporangio).
Al madurar el hongo, los esporangios liberan de nuevo las esporas y el proceso asexual
se repite (figura 18).
Si Rhizopus es haploide y las esporas son haploides, ¿mediante qué mecanismo de
división celular se forman dichas esporas y, por lo tanto, de qué tipo son?
Rhizopus (n)
esporas (n)
Al proceso de reproducción asexual que acabamos de describir se le llama
esporulación.
En cuanto a la reproducción sexual, el ciclo biológico de Rhizopus comienza con la unión
de dos micelios anatómicamente iguales, genéticamente distintos, que se asignan como
positivo (+) o negativo (-) pero compatibles entre sí. En este caso se dice que el micelio
(hongo) es heterotálico.
Se habla de homotalidad sólo cuando las hifas del hongo son absolutamente iguales, es
decir, todas positivas o todas negativas.
34
Cualquiera que sea el caso, homotálico o heterotálico, cuando los micelios se ponen en
contacto, se forma el progametangio y con ello comienza el ciclo (figura 19). La mayoría
del citoplasma y la gran cantidad de núcleos fluyen a lo largo de las hifas hacia la zona
de contacto entre los micelios y por efecto de ello dicha zona se ensancha.
Los progametangios forman un septo y se dividen en dos células, el suspensor y el
gametangio propiamente dicho, los núcleos de los gametangios apareados se fusionan y
forman las zigosporas (figura 19).
Figura 19.Zigospora (Rhizopus).
Con el tiempo la zigospora germina, se desarrolla el micelio, se forman los esporangios y
se liberan de nuevo las esporas. Si la zigospora es diploide y Rhizopus es haploide.
Antes de responder a las siguientes cuestiones analiza las figuras anteriores.
¿Cómo es que se restablece dicha condición? _____________________________________
¿En qué momento ocurre la meiosis? _____________________________________________
¿Y esto por qué? _______________________________________________________________
¿Quién representa la fase haploide y quién la diploide? ____________________________
35
1.2.3 ASCOMICETOS
En este grupo de hongos los procesos de reproducción asexual pueden darse por
bipartición, gemación, fragmentación, artrosporas u oídios, clamidosporas y conidios
(figura 20).
Figura 20. Reproducción Asexual: A) gemación y B) fragmentación.
La bipartición y la gemación son formas de proliferación muy comunes en las levaduras
(figura 21).
Figura 21. Reproducción Asexual. (Tomada de Alexopoulos).
36
El micelio de un ascomiceto se forma a partir de la germinación de las ascosporas (n).
Una o más hifas salen de la ascospora cuando sus núcleos se dividen y las hifas crecen,
luego el micelio se desarrolla vigorosamente, madura y forma los conidioforos
(característicos según la especie de que se trate), que en sus extremos llevan los
conidios (figura 22).
Figura 22. Diversos tipos de conidioforos que presentan conidios.
A los conidios se les conoce también con el nombre de “esporas de verano”, porque se
producen durante la estación de crecimiento. Cuando las condiciones son favorables, el
micelio sigue produciendo más conidioforos; como dicha reproducción es muy rápida se
obtienen muchas cosechas de conidios, generalmente multinucleados, que germinan en
un micelio similar al que producen las ascosporas.
En cuanto a la reproducción sexual de los ascomicetos, el ciclo biológico comienza
cuando el mismo micelio que produce los conidios da lugar a la formación de ascogonios
y anteridios (figura 23).
Ambas estructuras (femenina y masculina, respectivamente) se ponen en contacto por
medio de un tubo llamado tricogonio; a través de este conducto, los núcleos compatibles
provenientes del anteridio pasan al ascogonio y fecundan sus óvulos (figura 23 C).
Los núcleos del anteridio, sumados a los núcleos del ascogonio, forman las células
heterotálicas binucleadas (n + n), llamadas hifas ascógenas (figura 23 D).
Las hifas ascógenas proliferan y se multiplican por mitosis formando el micelio
heterotálico (figura 23 E).
37
Figura 23. Micelio Heterotálico.
Las hifas de dicho micelio son estructuras filamentosas multicelulares binucleadas que
en su extremo terminal llevan una célula uninucleada; dicha célula se constituye cuando
sus dos núcleos, provenientes del ascogonio y el anteridio, que hasta ese momento
permanecían separados, se fusionan dando lugar a esta célula terminal llamada “célula
madre de la ascospora” que, obviamente, ya es diploide (2n). Es decir, sólo hasta ese
momento tiene lugar la cariogamia que produce la formación de esta “célula madre del
asco”, que es realmente un cigoto.
38
El núcleo cigótico (2n) de la célula madre del asco pronto sufre una meiosis de la que
resultan dos núcleos haploides; luego cada uno de estos dos núcleos se divide por
mitosis y da lugar a cuatro núcleos que, a su vez, se dividen y forman ocho; el asco, ya
formado, sufre una división múltiple (fragmentación) y se producen ocho ascosporas
(figura 23 A).
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Contesta las siguientes preguntas:
1.
¿Cuál es la carga genética de las ascosporas?
, características de los ascomicetos.
Dichos ascos se encuentran en el interior de un cuerpo fructífero. La plasmogamia,
en este caso, es el paso de los núcleos del anteridio al ascogonio, y la
consecuente formación de las hifas escogéneas multicelulares binucleadas.
2.
¿Qué tipo de hongos presentan éstas estructuras reproductoras?
La cariogamia es la fusión de dichos núcleos en las células terminales de las hifas
ascógenas y, por consiguiente, es el proceso donde se forman las células madres
de los ascos.
3.
¿De qué tipo de reproducción nos referimos?
Por lo general los ascos se producen dentro de un cuerpo fructífero llamado
ascocarpo. De hecho los ascomicetos se distinguen por su modo de llevar los
ascos (figura 24).
4.
¿De qué tipo es el ciclo biológico de los ascomicetos?
Ten en cuenta que ya hemos dicho que el hongo no es el cuerpo fructífero sino el
micelio.
5.
Analiza la figura 23 y responde lo siguiente:
a) ¿Hay alternancia de generaciones en este ciclo?
b) ¿Qué estructura representa la verdadera etapa haploide del ciclo?
c) ¿En qué momento se da la meiosis?
39
1.2.4 BASIDIOMICETOS
Es la división más evolucionada del reino y comprende los hongos que conoces como
setas, sombrillas, bejines, orejas, tizones, royas y hongos gelatinosos, los tres últimos
posiblemente los más primitivos. Los basidiomicetos se distinguen de los demás hongos
por sus basidios que producen basidiosporas uninucleadas y haploides. Dichas
basidiosporas (n) se generan por meiosis: por cada basidio generalmente se producen
cuatro esporas (figura 24). Evolutivamente hablando, se estima que los basidios se
originaron a partir de los ascos y que, por lo tanto, los basidiomicetos provienen de los
ascomicetos.
Los basidiomicetos incluyen muchas especies dañinas y algunas útiles para el hombre.
Los tizones y las royas, por ejemplo, causan estragos en las cosechas provocando con
ello fuertes pérdidas económicas en la agricultura, las cuales pueden significar varios
millones de pesos.
Otros hongos, pertenecientes a esta división, atacan a las plantas ornamentales, son
venenosos o tóxicos alucinógenos. Sin embargo, como ya dijimos, no todos son
perjudiciales para el hombre, algunos son buscados como alimento o cultivados
(Agaricus Campestris var bisporus).
Figura 24. Seis estudios sucesivos de desarrollo de un basidio.
A) Extremo de hifa binucleada. B) Cariogamia. C) Primera división meiótica (estadio binucleado). D) Segunda
división (estadio tetranucleado). E) Basidiosporas jóvenes desarrollándose sobre los esterigmas y los núcleos y
preparándose a migrar a las esporas. F) Basidios maduros con cuatro basidiosporas uninucleadas. (Tomada de
Alexopoulos).
Los basidiomicetos se caracterizan por tener tres tipos de micelio: el micelio primario,
que se desarrolla directamente a partir de las basidiosporas; al principio sus hifas son
multinucleadas, pero luego se tabican formando así el micelio multicelular monocariótico
(figura 25 B). El micelio secundario, que se origina por plasmogamia de las células
mononucleadas del micelio primario. Es decir, las células uninucleadas compatibles del
micelio primario se fusionan entre sí formando células binucleadas (n + n); las células,
así formadas, se multiplican y proliferan por mitosis desarrollando el micelio secundario
dicariótico (figura 25 C y D). El micelio terciario está representado por los tejidos
especializados del cuerpo fructífero del hongo: el basidio, la fíbula y el micelio dicariótico
terciario.
40
Figura 25. Fase Dicariótica.
En la figura 25, como puedes ver, la fase dicariótica del ciclo biológico de estos hongos
no sólo es más larga que la de los ascomicetos (figura 23), sino que es biológicamente
independiente del primer micelio.
Al cuerpo fructífero de los basidiomicetos se le puede llamar basidiocarpo, y los hay de
varios tipos según su consistencia. Pueden ser delgados, tener formas de costras, ser
gelatinosos, papiráceos, carnosos, suberosos, esponjosos, leñosos, etc. Su tamaño
puede variar desde microscópicos de 0.09 mm o más de diámetro hasta macroscópicos.
Sólo los hongos uredinales y ustilanginales, miembros de esta división, no forman
basidiocarpos.
El cuerpo fructífero de los basidiomicetos se cuenta entre los ejemplos que tú más
conoces: las setas, las ménsulas, corales, estrellas de tierra, hongos nido de pájaro, etc.
El micelio, verdadero cuerpo del hongo, generalmente pasa inadvertido.
Existen especies en las que los basidiocarpos permanecen cerrados y las esporas sólo
se liberan cuando éstos se fracturan o desintegran.
41
La reproducción asexual de los basidiomicetos se puede llevar a cabo por medio de
yemas (gemación), fragmentación del micelio, por conidios, artrosporas u oídios; por
ejemplo, los tizones se reproducen por “conidios” o fragmentación del micelio; las royas
producen esporas de verano o verdaderos conidios (uderosporas) tanto de origen como
en función; en muchos otros basidiomicetos las hifas se fragmentan en “tubos
germinativos” llamados artrosporas, que pueden ser uninucleadas o binucleadas según
sea del micelio primario o secundario, respectivamente (figura 24 B y C).
Los oídios se originan de ramas hifales cortas que desde sus extremos desprenden
células en sucesión (figura 26).
En cuanto a la reproducción sexual en los basidiomicetos el modo de lograr el estado
dicariótico es por somatogamia (unión de hifas compatibles) o por plasmogamia de
oídios con hifas somáticas.
Figura 26. Oídios (Tomada de Alexopoulos).
Los oídios que se forman en los extremos de los oidióforos están generalmente
encerrados en una gotita de mucus dentro de la cual muchos oídios se mantienen juntos
(figura 26). Estos oídios son llevados por insectos o por agua hasta las hifas somáticas
que actúan como órganos receptores.
En el punto de contacto entre las hifas y oídios se abre un poro y el citoplasma del oídio
y su núcleo pasan a la hifa y la hacen binucleada; la célula binucleada de la hifa se
multiplica por mitosis y forma el micelio secundario dicariótico (n + n).
La mayoría de los basidiomicetos carecen de órganos sexuales: las hifas somáticas u
oídios realizan dichas funciones. Sin embargo, las royas forman espermacios
especializados e hifas receptoras cuya única función es la reproducción por
espermatización.
42
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Observa nuevamente la figura 25 y responde las siguientes cuestiones:
a)
¿Hay fase haploide?, ¿Por quién está representada?
b)
¿Hay fase diploide?, ¿Por quién está representada?
c)
¿De qué tipo es el ciclo haplonte, diplonte o diplohaplonte?
d)
Argumenta tu respuesta.
e)
¿Hay alternancia de generaciones?
f)
¿Dónde ocurre la plasmogamia?
g)
¿De qué tipo son las basidiosporas?
43
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
El siguiente cuadro comparativo te permitirá repasar el proceso de reproducción de las
diferentes clases de hongos.
Filum
Reproducción asexual
Reproducción sexual
Formación de un cigoto (2n)
por fusión de zoosporas o
mixamebas (plasmogamia).
Mixomicetos
No presentan
Zigomicetos
Esporulación: formación de Por atracción de hifas
esporas producidas en un heterotálicas u homotálicas
esporangio.
que se fusionan para formar
una cigospora (2n).
Ascomicetos
Levaduras: por bipartición o
gemación.
Filamentosos: por conidios,
artrosporas, clamidosporas u
oídios.
Por formación de ascos en
cuerpos fructíferos, llamados
ascocarpos en formas de
botella o copa.
Basidiomicetos
Por conidios
Formación de basidios en
cuerpos fructíferos llamados
basidiocarpos.
Duteromicetos
Conidios
No presentan.
44
1.3 REPRODUCCIÓN EN LAS PLANTAS
Ahora aplicarás los conceptos revisados sobre los procesos reproductivos para abordar
el estudio de uno de los temas centrales de este capítulo: la reproducción en las plantas.
Recuerda que del éxito y prosperidad de las plantas en la biosfera depende de la
existencia de la gran mayoría de organismos restantes, incluyéndonos nosotros mismos,
por ello la realización adecuada de sus procesos reproductivos es fundamental para la
vida.
Actualmente se conocen alrededor de 300,000 especies de plantas, la mayoría con
adaptaciones que le permiten vivir en el medio terrestre principalmente, aunque existen
algunas que viven en medio acuático.
Las plantas también han recibido el nombre taxonómico de embriofitas, debido a que se
desarrollan a partir de embriones, estadios pluricelulares originados a partir del cigoto.
Los embriones se desarrollan en el interior de órganos sexuales multicelulares
femeninos, los arquegonios, o bien en una estructura denominada saco embrionario. A
continuación describiremos las características generales de los ciclos reproductores de
las plantas:
1.
Presentan ciclos de vida diplohaplónticos, en que se suceden regularmente
organismos haploides y diploides, el gametofito (n), productor de gametos,
mediante mitosis, originan al esporofito (2n), que por meiosis produce esporas (n),
que se desarrollan mitóticamente originando a los gametófitos (n), y así,
sucesivamente.
Del cigoto (2n) resultado de la fecundación surge por mitosis el ya señalado
embrión pluricelular del nuevo esporofito.
Figura 27. Ciclo de vida diplohaplóntico
45
Define los términos esporofito y gametofito:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. El ciclo diplohaplóntico es heteromórfico, esto es, los organismos o fases del ciclo
son diferentes en forma, tamaño y en la duración o persistencia temporal durante el
ciclo.
En ciertos casos, ambas fases son de vida independiente; en otros, la más pequeña
(fase reducida) se desarrolla y vive sobre la otra fase más grande y persistente (la
fase dominante). En determinados grupos de plantas la fase dominante es el
gametofito, mientras que en otros grupos es el esporofito.
Explica en tus propias palabras qué se entiende por fase o generación dominante y
reducida:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
3. Hay oogamia, esto es células sexuales femeninas y masculinas bien diferenciadas:
oosferas y óvulos, y anterozoides o espermatozoides (o bien núcleos espermáticos
únicamente).
Los espermatozoides pueden ser móviles, debido a la presencia de flagelos o cilios.
En las metafitas más complejas, no hay, mecanismos de movilidad como los
señalados. Ambos tipos de gametos se producen por mitosis a partir de los
gametofitos haploides, por lo que son haploides.
4. Las esporas son inmóviles y encapsuladas, producidas por meiosis a partir del
esporofito diploide.
5. Los órganos reproductores, ya sean del esporofito (los esporangios) o de los
gametófitos (los anteridios, masculinos, y los arquegonios, femeninos), son
pluricelulares.
6. A partir del cigoto se desarrolla por mitosis el ya señalado embrión, estadio
multicelular diploide que permite prolongar el periodo de desarrollo necesario para la
formación de las numerosas estructuras que tiene el esporofito adulto, que muestra
notables adaptaciones que hacen posible su desarrollo en el medio terrestre, tales
como la raíz, tallo, hojas, etc.
7. Así los esporofitos como a veces los gametófitos pueden producir plantas de su
mismo tipo por medio de reproducción asexual vegetativa mediante estolones,
acodos, brotes o yemas.
46
Finalmente, hay que señalar que también el ciclo heredado de protistas se fue
modificando a lo largo de la evolución, ajustándose cada vez más al medio terrestre. Así
sus ciclos de vida son una de las bases de su éxito y supervivencia. En las plantas más
complejas, la fase o planta dominante es la del esporofito, que presenta las ya señaladas
adaptaciones hacia el medio terrestre, por ejemplo en las plantas vasculares o
traqueofitas, como los helechos, plantas con flores y plantas con conos, como un rosal,
un roble, un pino, un cedro, etc., son todos esporofitos diploides; en cambio, los
gametófitos, reducidos al medio acuático, no presentan adaptaciones, reducidos o éstas
no son visibles a simple vista.
A continuación se revisarán los ciclos vitales de los grupos del reino plantae más
representativos.
TIPO BRIOFITAS (MUSGOS Y HEPÁTICAS)
Las briofitas, por ejemplo los musgos, que muy probablemente conoces, son plantas
muy sencillas sin verdaderos tejidos de sostén y de conducción o vasculares.
En los musgos, las pequeñas plantitas verdes, que como una especie de alfombra o
mantillo verde se desarrollan en lugares húmedos, corresponden a la fase gametofítica,
que es la dominante en todas las briofitas.
En los gametos se desarrollan órganos sexuales: anteridios (masculinos) y los
arquegonios (femeninos), que se localizan en el extremo de los brotes verticales de los
musgos. Existen especies hermafroditas o monoicas y también especies dioicas.
Explica el significado de los términos monoico y dioico:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
Los espermatozoides o anterozoides son móviles y requieren agua para nadar y alcanzar
a la ovocélula para realizar la fecundación, que se realiza en la planta gametofítica
portadora de arquegonios (generalmente hay fecundación cruzada en especies
monoicas). En dicha planta el cigoto inicia su desarrollo, mediante divisiones mitóticas,
formándose el embrión de la nueva fase diploide del esporofito.
Dicho esporofito (2n) se desarrolla sobre el gametofito que le dio origen y es un delgado
filamento que en su parte terminal presenta una especie de cápsulas que son los
esporangios. El esporofito depende para su nutrición del gametofito.
47
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
En seguida te presentamos la figura 28 que resume el ciclo biológico completo de los
musgos, como representante de las briofitas, estúdiala con cuidado y contesta las
preguntas que al respecto se te soliciten.
Figura 28. Ciclo biológico de los musgos.
1. Señala cuál es la fase dominante y la reducida en las briofitas:
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
En el esporangio experimentan la meiosis unas células diploides denominadas
esporocitos, originándose así abundantes esporas haploides (meiosporas).
2. Explica qué son las meiosporas:
48
3.
En el número 1 de la figura 28 se observa la fase o generación del
, que desarrolla los órganos sexuales:
y
4. Argumenta si la figura 28 corresponde a una especie dioica o monoica.
5. En el número 3 de la figura se observa cómo los anterozoides nadadores por medio
del agua
6. Y en el número 4 de la figura se representa cómo a partir del
diploide se desarrolla
7. En el número 5 de la figura, el esporangio es el sitio en donde mediante las
divisiones celulares
surgen numerosas
8. En el número 6 se representa cómo la espora haploide germina mediante divisiones
fase
,dando lugar a la nueva planta correspondiente a la
, repitiéndose de nuevo los pasos descritos.
Hay que señalar que las plantas gametofíticas pueden reproducirse asexualmente por
métodos vegetativos, mediante ciertos tipos de prolongaciones o propágulos laterales, o
bien mediante yemas o brotes.
Explica por qué razones las briofitas se desarrollan exclusivamente en ambientes
húmedos.
49
1.3.1 CICLOS BIOLÓGICOS EN LAS PLANTAS VASCULARES (TRAQUEOFITAS)
Señalaremos a continuación las características generales al respecto.
1. La etapa dominante es siempre la fase esporofítica diploide; es ésta la planta más
notable y evidente en el ciclo; la fase gametofítica es la reducida.
2. El esporofito diploide es la planta que muestra una serie de características de
adaptación al medio terrestre, tales como el tejido vascular, raíces, tallo, hojas con
tejidos conductores y de sostén.
En el esporofito se desarrollan los esporangios, con los esporocitos diploides, estas
células sufren la meiosis, originando a las esporas haploides o meiosporas. Éstas
germinan mediante divisiones mitóticas originando la fase gametofítica haploide.
3. Los gametófitos masculinos forman mediante mitosis a los espermatozoides ( o sólo
núcleos espermáticos). Los espermatozoides o células masculinas pueden ser
móviles o no, aunque en la mayoría de las traqueófitas no lo son, por lo que el agua
ya no es necesaria para la fecundación. Los gametófitos femeninos producen células
femeninas u oosferas u ovocélulas grandes. Se pueden presentar o no los órganos
sexuales multicelulares, los anteridios y los arquegonios.
El cigoto (2n) por mitosis da lugar a la fase embrionaria y de ésta surge la nueva
etapa esporofítica. El ciclo se repetirá de nuevo, alternándose ambas fases de
manera regular.
4. En las plantas vasculares más simples, tanto el esporofito como el gametofito son
independientes, aunque de diferente estructura y tamaño, además de la diferencia
en la dotación cromosómica. En este caso, las esporas producidas por el esporofito
son de un mismo tipo, todas idénticas en tamaño y estructura. A esta condición se le
denomina homosporia. Las esporas al germinar producen un mismo tipo de
gametófitos, que en todos los casos serán monoicos o hermafroditas
En otras traqueófitas más complejas, los esporofitos producen dos tipos diferentes
de esporas, a partir de dos tipos de esporangios. Así, se producen esporas grandes,
o megasporas, en los megasporangios, y esporas pequeñas o microsporas, en los
microsporangios. En este caso, de plantas heterospóricas, cada tipo de espora dará
lugar a un tipo determinado de gametofito; las microsporas germinan en gametófitos
masculinos, y las megasporas originan a gametófitos femeninos. Por ello, en la
homosporia, los gametófitos presentan sexos separados (condición dioica).
5. Los esporangios tienden a agruparse de diferentes formas: en los helechos, por
ejemplo, lo hacen en forma de pequeños racimos en la cara inferior de las hojas. En
otros casos, las hojas portadoras de esporangios (esporofilas, de filos = hojas) se
reúnen y forman una estructura llamadas conos o estróbilos, tal es el caso de plantas
como los pinos (coníferas), o en otras menos conocidas, como los licopodios
(subtipo licopsidas).
En las plantas con flores, los esporangios se localizan en las complicadas estructuras
reproductoras del esporofito denominadas flores.
50
Revisaremos a continuación los ciclos de vida de algunos de los grupos más conocidos
de las plantas vasculares, como es el caso de los helechos (clase filicinae), los pinos y
similares (clase gimnospermas) y finalmente a las muy numerosas plantas con flores
(clase angiospermas).
1.3.2
CICLOS DE VIDA EN LOS HELECHOS (CLASE FILICINAE)
A continuación señalamos las características generales al respecto.
1. Las plantas de helecho, que es muy probable que conozcas, es el esporofito
dominante, como ya establecimos. Dicho esporofito desarrolla en la parte inferior de
las hojas a los esporangios, en grupos denominados soros, muchas veces
dispuestos en filas sobre las hojas.
2. Mediante meiosis surgen las meiosporas haploides. Éstas germinan y se desarrollan
en condiciones de humedad, originando a la fase del gametofito haploide.
3. El gametofito o protalo es una pequeña plantita verde de 2 a 5 mm, independiente,
de forma aplanada y acorazonada, con rizoides absorbentes en su cara inferior. En
tal superficie inferior se desarrollan tanto los anteridios como los arquegonios, que
van a producir a los gametos correspondientes mediante mitosis.
Figura 29. A) Fase gametofítica de un helecho. La superficie expuesta, que es la cara inferior, lleva estructuras capilares
absorbentes, anteridios esféricos y arquegonios, cuyo cuello se proyecta de la superficie. B) Anteridio y
anterozoides. C) Arquegonio y oosfera.
El caso descrito corresponde a especies monoicas o hermafroditas. Explica el
porqué de la anterior afirmación:
Los espermatozoos o anterozoides son flagelados y nadadores. Explica con
argumentos si es importante el agua para la fecundación en los helechos:
51
Es interesante hacer notar que los anterozoides producidos en un gametofito
nadan hasta alcanzar a los óvulos situados generalmente en otro gametofito o
protalo, dándose así una fecundación cruzada. Explica el porqué de la anterior
afirmación:
El cigoto da lugar al embrión del nuevo esporofito diploide, que en principio es
alimentado por el protalo, hasta que se torna verde, mientras que el viejo gametofito se
marchita y muere.
Figura 30. Ciclo de vida del Helecho.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Analiza la figura 30 que resume el ciclo de vida de los helechos y contesta las siguientes
preguntas.
1. El esporofito diploide mediante meiosis origina en los soros a:
estas germinan en lugares húmedos mediante
originar a
2. El protalo o
independiente y desarrolla a los órganos:
Los anterozoides son:
hasta el arquegonio situado en otro protalo a fin de
52
, para
, haploide es
, y llegan
3. El vigoto resultante se divide mediante
a la nueva generación del
, para originar
4. Explica a continuación por qué se dice que los helechos son plantas homospóricas.
Es importante notar que en los helechos, al igual que en los musgos, hay dependencia
del agua para la reproducción, lo cual limita a estas plantas a vivir exclusivamente en
lugares húmedos, por lo que es correcto afirmar que su adaptación al medio terrestre es
incompleta; la independencia del agua para la reproducción se encuentra ya en las
plantas vasculares más complejas, donde los espermatozoides ya no son móviles y
existen ciertos mecanismos por los cuales llegan hasta la ovocélula.
1.3.3 CICLOS BIOLÓGICOS EN LAS PLANTAS CON SEMILLA (GIMNOSPERMAS Y
ANGIOSPERMAS)
Con el fin de que comprendas mejor estos ciclos estableceremos los puntos clave y
características de los mismos.
1. En estas plantas traqueófitas, la fase gametofítica se halla sumamente reducida
hasta dimensiones microscópicas, por lo que existe muy poco tiempo y siempre se
encuentra dependiente del esporofito que le da origen.
2. La generación dominante es la del esporofito diploide, que produce esporas de dos
tipos diferentes (heterosporia). Esta fase esporofítica es la que tiene más
adaptaciones al medio terrestre, además de que su condición diploide es más
favorable evolutivamente.
3. La generación del gametofito es de hecho el eslabón débil en el ciclo de las plantas
vasculares, por su antigua dependencia del agua en la reproducción y por su
condición haploide, menos favorable genéticamente, por lo que su reducción en las
plantas con semillas contribuyó a su mejor adaptación al medio terrestre. En estas
plantas, los gametófitos son tan reducidos, que incluso nunca salen de las esporas
que les dan origen y están formados por unas pocas células.
4. Estas plantas son homospóricas, por lo que hay megasporangios, productores de
megasporas y microsporangios productores de microspora, ya sea en un solo tipo de
esporofito, o en dos tipos de los mismos.
5. Las microsporas desarrollan en su interior a los gametófitos masculinos, que reciben
el nombre de granos de polen, en cuyo interior se desarrollan los gametos
masculinos.
53
Explica qué es un grano de polen, y cuál es su origen:
Los granos de polen, que corresponden al gametofito masculino, con los
espermatozoides encerrados en las gruesas y resistentes paredes de las microsporas, a
partir de las que se originan, son transportados por medios diferentes al agua, tales
como el viento, en otros casos animales diversos.
Con lo anterior, los espermatozoides no móviles son transportados hasta las cercanías
de las ovocélulas femeninas, facilitándose la fecundación.
Explica cómo se logra la independencia del agua en la reproducción de las plantas con
semilla.
6. El gametofito femenino también se desarrolla dentro de las paredes de las
megasporas que le da origen y está formado por pocas células. Dicha megaspora,
con el gametofito femenino (y la ovocélula) en su interior, nunca abandona al
megasporangio ni a la planta esporofítica de las que se origina.
7. La llegada del grano de polen (gametofito masculino) hasta las cercanías del
gametofito femenino se denomina polinización.
8. Al llegar dicho grano de polen a las cercanías del gametofito femenino desarrolla una
especie de conducto, el llamado tubo polínico, por medio del cual descienden los
gametos masculinos (en realidad representados sólo por núcleos celulares),
realizándose así la fecundación.
Figura 31. Polen.
9. El cigoto se desarrolla para formar al embrión del nuevo esporofito diploide. Los
tejidos circundantes a éste, tales como la membrana de la megaspora y
megasporangio, que se denomina también como primordio seminal o nucela (y a
veces con el nombre poco apropiado de óvulo), se desarrollan para constituir la
estructura llamada semilla, que posee cubiertas resistentes.
54
El embrión contenido en el interior de la semilla suspende temporalmente su
desarrollo, en la etapa de latencia, que se romperá bajo condiciones adecuadas en
el proceso de germinación, en el cual el embrión del esporofito continua su desarrollo
para formar a la nueva planta.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
A continuación contesta las siguientes preguntas:
1. Define con tus propias palabras lo qué es la polinización:
2. Explica qué papel juega el tubo polínico en las plantas con semilla como las
angiospermas y las gimnospermas:
3. Define a continuación los siguientes términos:
a)
b)
c)
d)
Embrión
Megasporangios (primordios seminales o nucela).
Microsporas
Megaesporas
4. Explica de qué se compone una semilla:
5. Explica los conceptos de latencia y germinación:
A) CICLO BIOLÓGICO EN LAS GIMNOSPERMAS
Son Plantas portadoras de conos o estróbilos y que producen semillas <<desnudas>>
(no encerradas en frutos). De las gimnospermas, las más comunes son las coníferas,
tales como los pinos, los cedros, etc. Describiremos a continuación las características
generales del ciclo de vida en las coníferas:
1. Los árboles que conocemos como los pinos y otros que producen conos
corresponden desde luego a la fase o planta del esporofito, que es el dominante. Los
órganos reproductores de estos esporofitos son los esporangios, que se agrupan en
los llamados conos o estróbilos, que poseen hojas modificadas en forma de
escamas, portadoras de los esporangios (las esporofilas).
55
Como ya se dijo, hay heterosporia; las megasporas originan en su interior a los
gametófitos femeninos y las microsporas originan en su interior a los gametos
masculinos, constituyéndose así los granos de polen.
Los microsporangios son los órganos donde por meiosis surgen las microsporas (y
de ahí los granos de polen); éstos se denominan también sacos polínicos.
Los megasporangios son los órganos que también por meiosis dan lugar a las
megasporas, en cuyo interior surge el gametofito femenino. El megasporangio
también recibe el nombre de primordio seminal (y el muy poco apropiado de “óvulo”).
2. Se presentan conos con los microsporangios o sacos polínicos, que reciben el
nombre de microstrobilos, que se suelen denominar no muy correctamente como
conos masculinos.
Explica a continuación el porqué de tal denominación:
También se presentan conos con los megasporangios, que se denominan como
megastrobilos, y en ocasiones también incorrectamente como conos femeninos.
Explica porque afirmamos que no es correcto hablar de conos “femeninos” y de
“óvulos” en el caso de los megasporangios o primordios seminales:
La mayoría de coníferas producen en un mismo árbol a los dos tipos de conos. Los
microstrobilos o conos productores de polen son pequeños; en cambio, los
megastrobilos o conos productores de megasporangios son de mayor tamaño y van
a producir las semillas.
3. Las microsporas producidas por meiosis en los microstrobilos dividen su núcleo
mediante mitosis, originando así al grano de polen o gametofito masculino, que con
dicha división inicia su desarrollo (grano de polen en su etapa binucleada); además,
éste lleva dos especies de vesículas o “alas” llenas de aire.
Figura 32. Polen.
Explica qué utilidad crees que tengan tales vesículas o alas del grano de polen:
56
Éstas facilitan la flotación y dispersión del polen por medio del viento, en la
polinización anemófila (de anemos = aire).
Indica hasta dónde deben llegar los granos de polen:
Es interesante hacer notar que los microstrobilos o conos polínicos producen y
liberan el polen en grandes cantidades y generalmente tales conos se sitúan en el
árbol en puntos más bajos que los megastrobilos o conos productores de semillas.
4. En los megastrobilos se localizan los megasporangios o primordios seminales,
situados en la cara inferior de las escamas leñosas del cono.
Dentro de cada megasporangio existen células diploides (esporocitos), que mediante
la meiosis originan a las megasporas haploides. De una megaspora se desarrolla en
su interior el gametofito femenino. Este es pluricelular y se encuentra rodeado por los
tejidos del primordio seminal o nucela (el megasporangio), que están cubiertos por
un tegumento que deja un pequeño orificio denominado micrópilo.
Figura 33. Microsporangio o nucela.
5. El gametofito femenino está formado por cerca de 2000 células, desarrolla a pocos
arquegonios, cada uno con una ovocélula u oosfera.
El micrópilo segrega o produce un fluido pegajoso, y a él se adhieren los granos de
polen que llegan. Al secarse este líquido, dichos granos son atraídos hacia el interior
de la nucela (megasporangio).
6. Al llegar el grano de polen (binucleado) a la nucela, el grano de polen reactiva su
desarrollo, surgiendo el tubo polínico, en cuyo interior penetra una célula que
controlará el crecimiento y desarrollo del tubo. El gametofito masculino o grano de
polen maduro consta de seis células en total, dos de las cuales son gametos
masculinos.
57
Al arribar el tubo polínico hasta un arquegonio, el tubo se rompe, y libera a los
núcleos masculinos, uno de los cuales se une a la ovocélula, formándose el cigoto
diploide, que comienza a dividirse mitóticamente formando el embrión de la fase
esporofítica. Éste queda rodeado por los restos del gametofito femenino, que
acumula nutrimentos, y la pared del macrosporangio o nucela se endurece, y así, se
constituye una semilla.
El embrión contenido en el interior de la semilla suspende su desarrollo al entrar en
etapa de latencia. Los conos, al madurar pueden soltar las semillas en muchos
casos, aunque en otros no es así, por lo que caen junto con los conos al suelo. Es
interesante hacer notar que el desarrollo de los tubos polínicos en dirección al
gametofito masculino es muy lento por lo que puede tardar más de un año alcanzar
el arquegonio y realizarse la fecundación.
Figura 34. Semilla de pino.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
I.
Contesta las siguientes preguntas.
1. Señala las características del gametofito masculino en las coníferas.
2. Señala las características del gametofito femenino en las plantas señaladas.
58
3. Señala los nombres con que se conocen los megasporangios.
4. Señala de qué está constituida una semilla en las gimnospermas.
II. En seguida encontrarás el esquema que resume el ciclo de vida completo en las
coníferas, estúdialo con cuidado y responde a los datos que se te soliciten
posteriormente.
Figura 35. Ciclo de vida de las Coníferas.
1.
En el número 1 de la figura 35 se representa la fase dominante en estas plantas que
corresponden a la del
2.
En los microstrobilos se localizan:
microesporas, mediante división celular del tipo
59
, donde se producen las
3.
En esta figura se representa cómo las microesporas haploides originan a
se caracterizan por lo siguiente
4.
Los granos de polen son transportados por
este es un caso de polinización
5.
En el número 5 de la figura se representan
los
también denominados:
6.
La estructura anterior posee un orificio denominado
penetra la estructura del grano de polen denominada
representa en el esquema en el número
7.
Explica cómo se realiza la fecundación
8.
El cigoto formado origina
éste entra en la etapa de reposo denominada
9.
Señala las partes que constituyen una semilla en las coníferas.
hasta llegar a
que contienen a
por donde
, lo cual se
10. En el ciclo de vida de las coníferas, la fase reducida a dimensiones microscópicas y
de poca duración es la del
Estas plantas ya no dependen de la presencia de agua para la fecundación, lo cual es
sin duda una ventaja adaptativa para el medio terrestre.
11. Explica a continuación cómo se logra el no depender del agua para la fecundación
en estas plantas.
12. En condiciones adecuadas, el embrión reanudará su desarrollo en el proceso de
, originando al nuevo esporofito, reiniciándose
de nuevo el ciclo alternante.
60
B) CICLO DE VIDA EN LAS PLANTAS CON FLORES (ANGIOSPERMAS)
En principio, hay que señalar que este ciclo de vida es muy similar al de las
gimnospermas, aunque en las angiospermas se observa aún mayor reducción de la fase
gametofítica. El nombre de estas plantas hace referencia a uno de sus rasgos
significativos: la presencia de flores, estructuras reproductoras de la fase esporofítica,
dominante en el ciclo.
Otra característica distintiva estrechamente relacionada con la presencia de las flores es
que forman frutos después de la fecundación, los que encierran a las semillas, las que ya
no están desnudas o descubiertas, como ocurre en las gimnospermas.
Explica qué ventaja crees que tenga el hecho de que las semillas se encuentren
encerradas en el interior de la estructura denominada fruto.
1. La fase o planta del esporofito es la dominante, y es la que puedes observar a tu
alrededor. Los esporangios del esporofito se localizan en las flores, que consisten en
un eje y varios verticilos o series de hojas modificadas unidas al mismo.
Las hojas portadoras de esporas constituyen estructuras especiales: los estambres y
pistilos. Hay heterosporia, los microsporangios o sacos polínicos se les localizan en
los estambres y originan por meiosis a las microsporas y de éstas se desarrollan los
granos de polen (gemetofitos masculinos). Los magasporangios o nucelas o
primordios seminales se localizan en el pistilo.
La nucela o megasporangio por meiosis origina megasporas en cuyo interior se
desarrolla el reducido gemetofito femenino con la ovocélula u oosfera. Los
megasporangios han recibido también el poco apropiado nombre de “óvulos”.
2. Como en todas las plantas con semilla, la nucela (macroesporangio), junto con el
gametofito femenino a que da origen, se mantienen dentro de la planta esporofítica
progenitora, alimentándose de la misma. La fecundación ocurre en la nucela, donde
se desarrolla el embrión del nuevo esporofito.
a) Define con tus propias palabras qué es una flor:
b) Señala qué es lo que se localiza en los estambres de la flor:
c) Indica qué se origina de las microsporas:
61
d) Anota dónde se localizan los megasporangios:
e) Explica qué se origina de las megasporas formadas por las nucelas
(megasporangios):
f) Señala dónde se desarrollan el gametofito femenino y el embrión (encerrado en la
semilla):
Ahora te describiremos la estructura de una flor típica, que consta de las siguientes
partes o verticilos florales, que, ordenados de afuera hacia adentro, son los
siguientes: sépalos, pétalos, estambres y pistilo.




Sépalos. Hojas poco modificadas y generalmente verdes, cuyo conjunto
constituye el llamado cáliz.
Pétalos. Estas hojas modificadas son de colores diversos (en plantas
polinizadas por animales). El conjunto de pétalos constituye a la corola. Tanto el
cáliz como la corola forman parte de las envolturas florales o periantio.
Estambres. Estos órganos están formados por un filamento delgado en cuya
parte terminal está la antera. En esta última se hallan los microsporangios o
sacos polínicos. Al conjunto de estambres se le llama androceo.
Pistilo. (o gineceo) Está formado por hojas muy modificadas denominadas
carpelos (un carpelo o varios).
En el pistilo se distinguen las siguientes partes:
-
Un estigma terminal, donde llega y se adhiere el polen, ya que su superficie es
pegajosa.
El estilo, conducto alargado.
El ovario, cavidad o cámara expandida.
En el ovario se localizan los megasporangios o nucelas (óvulos de forma
inapropiada), que originan a las megasporas y de éstas a los gametofitos femeninos
con las ovocélulas.
62
Figura 36. Estructura de la Flor.
Es frecuente, aunque no muy correcto, referirse a los estambres como órganos
masculinos y al pistilo como el órgano femenino. ¿Es ésta denominación correcta?
Debemos recordar que ambas son estructuras formadoras de esporas (esporangios)
y no producen gametos sino las ya señaladas microsporas y megasporas.
Define los siguientes términos: cáliz, corola, periantio:
Señala cuál es la función del pistilo y de los estambres:
Describe el papel que tiene el estigma:
Indica qué importancia tiene el hecho de que los pétalos presenten colores
llamativos:
Contesta qué es lo que se localiza en el interior del ovario:
63
Explica a qué dan lugar las microsporas y las megasporas:
Apunta qué nombres reciben los megasporangios y dónde se localizan:
Señala dónde se originan las microsporas:
La flor que se ha descrito es completa, ya que en otras puede faltar alguna de las
partes señaladas, por ejemplo, el cáliz o la corola, los estambres o el pistilo. Se dice
que una angiosperma es perfecta cuando posee estambres y pistilo; en cambio,
cuando el esporofito lleva solamente estambres o pistilo se dice que la planta es
dioica, ya que un tipo de estas plantas produce sólo flores con estambres, y otro
produce las flores con pistilos. Las ya señaladas plantas perfectas se dice que son
especies monoicas.
Otro aspecto importante es que en las plantas polinizadas por animales (polinización
zoófila), además de tener pétalos coloreados, se producen abundantes sustancias
azucaradas y fragancias atrayentes. Las especies encargadas de la polinización,
llevando el polen de los estambres de una flor al estigma de otra flor de la misma
especie, son (de acuerdo a cada especie) abejas, moscas, aves, e incluso
mamíferos como murciélagos.
Define qué es la polinización zoófila:
En algunas especies se realiza una autopolinización, ya que los granos de polen de una
flor caen sobre el estigma de la misma flor realizándose una autofecundación. Sin
embargo, lo más frecuente es la polinización cruzada, en que el polen de una flor llega al
estigma de otras flores de la misma especie, lo que lleva a una fecundación cruzada.
Ahora revisaremos los pasos que se presentan en el ciclo de vida de las plantas con
flores:
1. En las anteras de los estambres ocurre la meiosis, que da lugar a numerosas
microsporas haploides. Estas inician inmediatamente su desarrollo para originar al
gametofito masculino. El núcleo de la microspora se divide por mitosis, originándose
dos núcleos, el vegetativo y el generativo.
En esta fase binucleada, el nuevo gametofito, que está encerrado en las resistentes
paredes de la espora que le da origen, recibe el nombre de grano de polen.
64
Figura 37. Gametófito.
La antera se abre, con lo que los abundantes granos de polen quedan expuestos,
facilitándose así la polinización.
Define qué es un grano de polen y señala cuál es su origen.
1. En el ovario se localizan las nucelas o megasporangios (o primordios seminales
u óvulos). En el interior de una nucela tiene lugar la meiosis, resultado de ésta, una
megaspora haploide, que empieza a aumentar de tamaño y de ésta se formará el
nuevo gametofito femenino o saco embrionario.
El núcleo de la megaspora se divide mitóticamente, formándose ocho núcleos, de
éstos surgen seis células, que se distribuyen en grupos de tres en cada extremo de
las paredes de la megaspora, y en el centro quedan los dos núcleos restantes, que
de hecho constituyen otra célula. Estas siete células constituyen ahora al gametofito
femenino o saco embrionario.
Estudia la figura 38 que representa dicho desarrollo.
65
Figura 38. Ovario, desarrollo de las nucelas o megasporangios.
Señala las características del gametofito femenino en angiospermas.
En el esquema A observa al megasporangio o nucela, que posee dos tegumentos o
membranas protectoras (primaria y secundaria) encerrando a la macrospora; tales
membranas dejan un pequeño orificio de entrada, el micrópilo.
En la C puedes observar que una de las células gametofíticas localizadas cerca del
micrópilo es el gameto femenino: la ovocélula u oosfera.
Señala qué papel crees que tiene el orificio de la nucela llamado micrópilo:
3. Ahora gracias a la polinización los granos de polen llegan a la superficie del estigma,
donde se adhieren.
Estos granos de polen activan ahora su desarrollo y de cada uno de éstos surge el
tubo polínico, que se va abriendo camino entre los tejidos de la nucela en dirección
al micrópilo. Mientras este tubo crece, en su extremo se localiza el núcleo vegetativo.
El otro núcleo (generatriz o generativo) se divide mitóticamente para dar lugar a dos
pequeñas células: los espermatozoides. Estudia la figura 39 donde se muestra lo
anterior.
66
Figura 39. Núcleo generatriz o generativo.
Señala cuál es el total de células que constituyen al gametofito masculino (grano de
polen):
Indica el número de espermatozoides que presenta:
Hay que hacer notar que el tubo polínico en las angiospermas pueden crecer y
alargarse varios centímetros en unas pocas horas. (Recuerda que en las
angiospermas sólo crecen pocos milímetros en meses.)
Figura 40. Tubo polínico.
67
El tubo polínico llega hasta el interior del gametofito femenino, donde se rompe liberando
a los dos espermatozoides. En ese momento se realiza el fenómeno denominado doble
fecundación: un espermatozoide se une a la ovocélula, formándose el cigoto diploide y el
otro espermatozoide se fusiona con los dos núcleos polares del saco embrionario,
resultado de esta “fecundación” un núcleo triploide.
El cigoto (2n) comienza a dividirse mitóticamente, además de iniciar la diferenciación
celular, trasformándose en un embrión del nuevo esporofito. Al mismo tiempo el núcleo
triploide también se divide muchas veces para originar a las células del tejido del
endospermo, que acumula nutrimentos a partir del esporofito progenitor, rodeando al
embrión, contribuyendo a la alimentación de éste.
En la figura 41 observa lo anteriormente descrito. Explica en seguida por qué se dice
que en las angiospermas se realiza una doble fecundación.
Figura 41. Cigoto (2n) y núcleo (3n).
Mientras se desarrollan el embrión del nuevo esporofito y el endospermo, los tegumentos
o membranas de la nucela o megasporangio se endurecen con lo que se constituye una
semilla.
Esencialmente, la semilla es el conjunto formado por el embrión y el endospermo
encerrados en los tegumentos de la antigua nucela. El embrión contenido en la semilla
suspende temporalmente su desarrollo (latencia), que reanudará cuando las condiciones
sean adecuadas en el proceso de germinación. Estudia la figura 42 que muestra la
estructura de las semillas.
68
Figura 42. Semilla de frijol (dicotiledónea) y grano de maíz, un fruto (monocotiledónea).
Observa que el embrión presenta uno o dos cotiledones, las primeras hojas que forman
los cotiledones son hojas temporales que ayudan a la digestión y absorción de alimentos
del endospermo, cuando este se halla en abundancia en la semilla, por ejemplo en las
semillas de la calabaza, donde los cotiledones son pequeños. En otras semillas el
endospermo desaparece, debido a que sus nutrimentos se incorporan a los cotiledones,
que en este caso son macizos, funcionando así como depósitos de alimento al servicio
de la germinación; éste es el caso de las semillas de frijol o de cacahuate.
Señala qué partes constituyen al embrión en las plantas dicotiledóneas como el frijol:
Indica la diferencia que se observa entre las semillas de una planta monocotiledónea
como la del maíz, comparándola con el embrión de una dicotiledónea:
Es importante hacer notar que un grano de trigo o maíz (monocotiledóneas), como
puedes ver en la figura 42, en realidad son frutos, ya que las paredes ováricas que
constituyen al fruto se adhieren firmemente a la única semilla que presenta un solo
cotiledón.
Al mismo tiempo que las semillas se están formando, el ovario también aumenta de
tamaño, almacenando también sustancias nutritivas. El fruto encierra a las semillas y
consta de las siguientes partes: exocarpio, mesocarpio y endocarpio, que en conjunto se
conocen como pericarpio, que puede ser seco o jugoso.
69
Figura 43. Diferentes tipos de frutos.
Define qué es un fruto y señala cuál es su origen:
Señala si consideras algunas ventajas en el hecho de que las semillas se encuentren
encerradas en el fruto de las plantas:
Los frutos proporcionan mayor protección a las semillas y contribuyen a su
dispersión; pueden o no abrirse espontáneamente soltando las semillas.
Al desprenderse los frutos en determinadas condiciones ambientales el embrión
reanuda su desarrollo rompiéndose la latencia y, mediante división celular y
procesos de diferenciación celular, se forma la nueva planta del esporofito.
70
Figura 44. Germinación
Define qué es la germinación
Para terminar, señalaremos los rasgos distintivos de las angiospermas:
1.
2.
3.
4.
Las flores son los órganos reproductores del esporofito.
La doble fecundación.
La presencia del tejido del endospermo triploide en la semilla.
Los frutos encierran a las semillas.
71
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No.1
OBSERVACIÓN E IDENTIFICACIÓN DE ESTRUCTURAS DE REPRODUCCIÓN
EN HONGOS Y PLANTAS
Objetivo
Aprenderás a identificar macroscópica y microscópicamente hongos y plantas a través
del reconocimiento de sus estructuras reproductivas con ayuda de instrumentos y equipo
que se te proporcionará en el laboratorio.
Para llevar a cabo dicha actividad será necesario que recuerdes bien los conceptos y
términos empleados en los temas de este primer capítulo y desde luego, con las figuras
de los organismos cuyos ciclos biológicos aparecen en los mismos temas.
Problema
Consideras que, ¿El conocimiento físico de las estructuras reproductivas nos ayudan a
dar indicio acerca del potencial reproductivo de los organismos que han sido
seleccionados para esta actividad?
_______________________________________________________________________________
¿Cuál es la importancia de la reproducción en la perpetuación de las especies?
_______________________________________________________________________________
Material biológico que debe preparar el estudiante antes de su actividad en el laboratorio:






Un cultivo de hongos de pan (Rhizopus) que tú mismo harás en casa siguiendo
las indicaciones que te haga el profesor o el responsable del laboratorio a fin de
ver micelio, hifas, esporangios y esporas.
Una muestra de musgo que recolectarás de acuerdo con las instrucciones del
asesor o el responsable del laboratorio para observar esporofitos y esporas.
Una muestra de helechos con las características que señale el asesor o el
responsable del laboratorio para observar esporofitos y esporas.
Flores con estructuras reproductivas completas: androceo, gineceo, polen,
ovarios y óvulos.
Conos de pino (masculinos y femeninos), es decir megastrobilos y
microstrobilos.
Hongos (basidiomicetos) que recolectarás en el campo: cuerpo fructífero y
esporas.
72
Material:
1 Microscopio estereoscópico.
1 Microscopio compuesto.
6 Portaobjetos.
6 Cubreobjetos.
2 Agujas de disección.
1 Pinza de disección de punta aguda.
1 Bisturí (con navaja).
1 Frasco con gotero y agua o glicerina.
Procedimiento
1. Toma una porción muy pequeña del cultivo de hongos y colócala sobre la platina del
microscopio de disección, enfoca y observa.
¿Qué estructuras observas?
___________________________________________________________________________
a) Con ayuda de una aguja de disección y pinzas separa los esporangios, colócalos
sobre el portaobjetos, deja caer una gotita de agua o glicerina.
b) Coloca encima el cubreobjetos, toma la preparación y obsérvala en el
microscopio compuesto primero a 150 y luego a 600 aumentos.
¿Qué observas?
________________________________________________________________________
Esquematiza:
73
c) Presiona un poco la preparación (sin romper el cubreobjetos) y haz que salgan
las esporas de los esporangios.
¿Cómo son?
________________________________________________________________________
¿Cuántos son?
________________________________________________________________________
Dibújalas:
2. Toma el cuerpo fructífero del hongo (basidiomiceto), corta la “umbela” y vacía las
esporas sobre una hoja de papel blanco (el asesor o el responsable del laboratorio te
dirá cómo hacerlo). Observa el dibujo que dejan las esporas.
a) ¿Te dice algo este dibujo acerca de la estructura interna del basidiocarpo de
dicho hongo? Piensa y discútelo con el asesor.
b) Con una aguja de disección recoge unas cuantas esporas, haz una preparación
y obsérvala en el microscopio compuesto.
¿Cómo son las esporas?
___________________________________________________________________________
Dibuja lo que observas:
74
3. Toma una “pizca” de la muestra del musgo que recolectaste, y obsérvala con el
microscopio estereoscópico.
a) ¿Qué observas? Discute con el asesor.
b) Con ayuda de las pinzas de disección separa el esporofito (el asesor te dirá
cómo) y haz una preparación¸ obsérvala al microscopio óptico a 150 y 600
aumentos.
Dibuja e identifica el “asca”:
c) Presiona con mucho cuidado el asca y saca las esporas.
¿Cómo son?
___________________________________________________________________________
¿Cuántas son?
___________________________________________________________________________
4. Toma el helecho, arranca una “pínula” y obsérvala al microscopio estereoscópico.
a) ¿Qué observas? Discute con el asesor.
b) Con ayuda de la aguja de disección extrae los esporangios, haz la preparación y
obsérvala al microscopio compuesto.
¿Cómo son?
___________________________________________________________________________
Dibuja lo que observas:
75
c) Con mucho cuidado oprime la preparación y extrae las esporas.
¿Cómo son?
________________________________________________________________________
¿Cuántas son?
________________________________________________________________________
Dibuja lo que observas:
5. Toma la flor, haz una disección y separa cuidadosamente el androceo del gineceo y
observa ambas estructuras en el microscopio estereoscópico.
¿Cómo son?
___________________________________________________________________________
Dibuja lo que observas:
a) Con un bisturí haz una disección y separa cuidadosamente el androceo del
gineceo y observa ambas estructuras en el microscopio estereoscópico.
b) Abre una antera, extrae los granos de polen, haz una preparación y obsérvalos
en el microscopio compuesto.
¿Cómo son?
________________________________________________________________________
¿Cuántos hay?
________________________________________________________________________
76
6. ¿Recolectaste estrobilos (conos)?
___________________________________________________________________________
¿Podrías definir cuál es cuál?
___________________________________________________________________________
Discusión
1. ¿Todas las estructuras que viste son productoras de esporas?
2. ¿Todas son iguales sin importar el organismo al que pertenecen?
3. En cada caso, ¿qué tipo de esporas tenemos según la forma de división celular que
les produce? Marca la respuesta.
a) Mitosporas
Haploides
Diploides
b) Meiosporas (Haploides)
4. ¿Todas las estructuras productoras de esporas producen la misma cantidad?
___________________________________________________________________________
5. ¿Qué relación crees que tenga la anterior pregunta con los mecanismos de:
Reproducción
___________________________________________________________________________
Diseminación
___________________________________________________________________________
Y supervivencia de las especies
6. ¿Las estructuras reproductivas que observaste las pudiste relacionar con los ciclos
biológicos de hongos y plantas que están en el contenido teórico de este capítulo?
___________________________________________________________________________
77
7. ¿Puedes resolver ahora el problema que inicialmente se planteó al comenzar esta
actividad?
___________________________________________________________________________
Con base a estas dos últimas cuestiones elabora una conclusión acerca de la
importancia que tiene la reproducción en la perpetuación de las especies.
Conclusión
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
78
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Los ciclos de vida en las plantas son, de hecho, variaciones sobre un mismo tema, y a lo
largo de la evolución se ha logrado notables ajustes en varios aspectos que permitieron
su notable éxito en el medio terrestre. Dicha adaptación les llevó en los aspectos
reproductivos a lograr independencia del agua en dicha reproducción. Recuerda que
esto es importante ya que el agua suele escasear muchas veces en el medio terrestre.
Entre las adaptaciones reproductivas de las plantas (traqueofitas) que les permiten no
depender del agua para reproducirse, podemos señalar:
1. La predominancia del esporofito, que es la fase más adulta del medio terrestre y la
reducción del gametofito.
2. La producción de espermatozoides no nadadores, los cuales llegan a las ovocélulas
por otros medios (polinización y tubos polínicos).
3. El desarrollo de la semilla, excelente forma de resistencia y dispersión del medio
terrestre.
79
RECAPITULACIÓN
Revisa el siguiente esquema, el cual te permitirá repasar los aspectos más relevantes de
este capítulo.
FUNCIONES DE MANTENIMIENTO Y
REGULACIÓN COMO
FUNDAMENTOS DE LA
REPRODUCCIÓN:
NUTRICIÓN – METABOLISMO
RESPIRACIÓN – SÍNTESIS
IRRITABILIDAD Y HOMEOSTASIS
CRECIMIENTO Y DESARROLLO
ALTERNACIÓN
DE FASES
DIPLOIDES
MITOSIS
AUTODUPLICACIÓN Y
DIVISIÓN CELULAR
MECANISMO DE
MULTIPLICACIÓN Y/O DE
REPRODUCCIÓN SEGÚN EL
CASO: ÓRGANO UNICELULAR
O MULTICELULAR
CICLOS DE
VIDA
MEIOSIS
DIRECTA
PROCARIONTES
HAPLÓNTICOS
REPRODUCCIÓN
DIPLÓNTICOS
MEIOSIS
HAPLODIPLÓNTICOS
SEXUAL
ISOGAMIA
ANISOGAMIA
OOGAMIA
EN ORGANISMOS
UNICELULARES
ASEXUAL
EN
ORGANISMOS
UNICELULARES



BIPARTICIÓN
GEMACIÓN
ESPORULACIÓN
EN ORGANISMOS
PLURICELULARES
ESPECIES
MONOICAS
Y DIOICAS
EN ORGANISMOS
PLURICELULARES


ESPORULACIÓN
VEGETATIVA
MUSGOS
PLANTAS
HONGOS
(FUNGI)
HELECHOS
CONÍFERAS
CON FLORES
80
ACTIVIDADES INTEGRALES
Según lo realizado en las actividades de los temas que estudiaste en este capítulo todas
las estructuras de reproducción están relacionadas con ciclos de vida.
Sin embargo, las estructuras reproductivas que viste en el laboratorio sólo te
proporcionan un conocimiento parcial de dichos ciclos, pues te muestran únicamente el
aspecto sexual de reproducción de los organismos escogidos para dicha actividad. Es
decir, todas las estructuras que observaste son estructuras productoras de esporas,
luego la forma de reproducción que analizaste es la esporulación.
Como ya se mencionó en el contenido de este capítulo, las esporas son unidades
reproductivas a partir de las cuales se generan directamente nuevos individuos.
Ahora, con base a todo lo que has estudiado, contesta lo siguiente:
1. ¿Qué relación guarda esto con el potencial reproductivo de los organismos que
observaste y manejaste en el desarrollo de esta práctica?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. ¿Cuántas esporas calculas que se producen en cada uno de estos individuos?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Si todos estos individuos están sujetos a la depredación o a las inclemencias del
medio ambiente en el cual habitan:
3. ¿Cuál crees que sería el destino de dichos organismos si en lugar de muchas sólo
produjeran unas cuantas esporas o ninguna?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
81
4. ¿Qué pasaría si su supervivencia solamente dependiera del aspecto sexual de su
existencia?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
Pero las esporas no sólo son simples unidades reproductivas, como se han
planteado en el contenido de este capítulo, sino formas de resistencia y prolongación
de las especies
5. ¿Cuáles serían las posibilidades de diseminación y conquista de un nuevo hábitat si
los organismos que viste produjeran unas cuantas esporas?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
82
AUTOEVALUACIÓN
Como una forma de verificar los conocimientos que has adquirido, te proporcionamos las
respuestas de las actividades integrales, esto te servirá para identificar los aciertos y
errores que hayas tenido, si aún tienes dudas repasa los temas del capítulo.
1. Que a mayor cantidad de producción de esporas tiene mayor dispersión y aseguran
la conservación de los organismos.
2. Se producen miles, de las cuales sólo unas cuantas sobreviven ya que dependen del
medio.
3. Se extinguirían
4. Tiende a desaparecer sino se encuentran los organismos con diferente sexo, en
cambio con la reproducción asexual el mismo organismo se reproduce.
5. Las posibilidades serían muy bajas o nulas para conquistar nuevos hábitats motivo
por el cual producen millones para asegurar la sobrevivencia de los organismos.
83
84
CAPÍTULO 2
REPRODUCCIÓN EN ANIMALES
(ORGANISMOS PLURICELULARES)
2.1 REPRODUCCIÓN ASEXUAL
2.1.1
2.1.2
2.1.3
Gemación
Excisión y Regeneración
Partenogénesis
2.2 REPRODUCCIÓN SEXUAL
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
2.2.5
Tipos de Organismos
Gametogénesis
Fecundación
Aparatos Reproductores
Ciclos Reproductores
2.3 DESARROLLO EMBRIONARIO
2.3.1
2.3.2
2.3.3
2.3.4
2.3.5
Segmentación
Gastrulación
Diferenciación u Organogénesis
Tipos de Desarrollo
Gestación o Embarazo
2.4 CICLOS BIOLÓGICOS
85
86
PROPÓSITO
Te recomendamos analices las siguientes preguntas, porque con base en ellas
obtendrás un panorama general de los temas que en este capítulo abordarás.
¿Qué voy a aprender?
Estudiarás un conjunto de temas relacionados con la reproducción en animales:
tipos de reproducción, sus características, órganos que participan en la
reproducción y ciclos biológicos.
¿Cómo lo voy a lograr?
Esperamos que esto lo consigas mediante la observación, identificación,
comparación y análisis de la información contenida en texto, dibujos, esquemas, y
cuadros comparativos de los principales organismos pluricelulares que aquí se
presentan.
¿Para qué me va a servir?
Sin duda estos conocimientos te permitirán entender las diferentes formas de los
organismos para procrear individuos y, así preservar su especie.
87
88
CAPÍTULO 2
REPRODUCCIÓN EN ANIMALES
(ORGANISMOS PLURICELULARES)
Durante tu infancia y juventud has observado y aprendido cómo se reproducen los
animales: para lograrlo buscan pareja y se unen para efectuar la cópula.
Hace algunos años ocurrió un hecho curioso entre algunos cultivadores de ostras,
quienes al tratar de destruir a las estrellas de mar de las que se alimentaban, las
cortaron en pedazos, provocando con ello que se multiplicaran. ¿Podrías explicar cómo
sucedió esto?
Es común ver el apareamiento en aves, gatos y perros, pero ¿qué función desempeñan
el trino de las aves, el maullido de los gatos y el olor que emite la perra durante la época
de celo?, ¿conoces cuáles son los órganos reproductores de hembras y machos?
¿Te has enterado de personas a las que les extirparon la próstata o la matriz?, ¿qué
función desempeñan estos órganos y dónde se localizan?
Al nacer, algunos niños presentan malformaciones causadas por fármacos o
enfermedades virales de la madre. ¿Qué cambios ocurren en el embrión durante el
primer mes de gestación?, ¿Por qué durante esta etapa es más factible que suceda
esto?
Seguramente has observado la presencia de huevos, larvas y capullos de mariposa.
Algunos de estos organismos producen abundante descendencia. Formando plagas que
causan estragos en cosechas y entre los animales útiles para el hombre. Existen
enfermedades relacionadas con parásitos como la cisticercosis, conchuela del hígado,
solitarias y otras. ¿Podrá el hombre combatir estos parásitos si se conocen sus ciclos de
vida?
89
2.1 REPRODUCCIÓN ASEXUAL
Dentro del reino de los animales existen grupos de organismos en los cuales se presenta
la reproducción asexual la cual se caracteriza por tener un solo progenitor, y por que la
descendencia se forma por la división y separación de una parte del cuerpo del
progenitor. La descendencia es generalmente abundante siendo igual entre sí, y con el
propio progenitor; esto se debe a que el proceso de reproducción es el resultado de la
división celular por mitosis.
¿Cuáles son los tipos de reproducción asexual más comunes en animales pluricelulares?
En los animales encontramos dos tipos de reproducción asexual básicamente los cuales
se describen a continuación:
2.1.1 GEMACIÓN
En este tipo de reproducción el organismo progenitor forma una yema o brote que se
separa y crece constituyendo un organismo independiente; en otras ocasiones la yema
no se separa, y el individuo formará parte de una colonia como se muestra en la figura
45.
Figura 45. Gemación en hidra.
Es importante mencionar que un gran número de organismos se reproducen tanto
asexual como sexualmente durante sus ciclos de vida, mismos que se estudiarán más
adelante.
2.1.2
EXCISIÓN Y REGENERACIÓN
Mediante este tipo de multiplicación asexual algunos organismos dividen su cuerpo en
varias partes, cada una de las cuales genera el resto faltante, originando así dos o más
organismos a partir de uno.
90
La regeneración implica la división continua de las células por mitosis, que permite la
formación del resto faltante. En este caso la regeneración se considera también como
una forma de reproducción, presentándose en organismos como planaria, lombriz de
tierra y estrella de mar (figura 46).
Figura 46. Excisión y Regeneración en planaria.
La regeneración también se presenta en organismos pluricelulares complejos, incluso en
el hombre, pero ésta es limitada; es decir, a través de ella sólo se pueden formar algunos
tipos de tejidos y órganos, pero nunca el organismo completo, por lo que en este caso se
considera como una regeneración simple.
Cabe aclarar que en algunos textos se utiliza el término reproducción o propagación
vegetativa para indicar procesos de reproducción asexual indistintamente en plantas y
animales, y ello causa confusión, por lo que en este material se considera pertinente no
utilizarlo.
2.1.3 PARTENOGÉNESIS
Es un tipo de reproducción que presenta características muy particulares, en donde el
nuevo organismo se forma a partir de un óvulo sin fecundar, originando un animal, como
si hubiera sido fertilizado por un espermatozoide.
La partenogénesis es importante para ciertas especies porque ayuda a mantener una
estructura social, para otras se presenta como una adaptación a las épocas en que el
número de individuos baja considerablemente o cuando el ambiente se torna difícil para
la supervivencia de la especie que se trate. La partenogénesis se puede presentar en
algunos organismos de los siguientes grupos:
91
Rotíferos
Insectos
Anfibios
Partenogénesis
Antrópodos
Moluscos
Reptíles
En las abejas, la reina se cruza con el macho (zángano) durante el “Vuelo nupcial”, los
espermatozoides son almacenados en un receptáculo, conectado con el aparato
reproductor de la hembra; la reina es capaz de abrir o cerrar el receptáculo, permitiendo
que los óvulos fecundados se desarrollen en abejas obreras y reinas, y los no
fecundados en zánganos.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Contesta lo que a continuación se te solicita
1.
De acuerdo con las figuras 45 y 46 menciona qué tipo de reproducción se lleva
acabo en cada caso ________________________________________________________
¿Qué diferencia hay entre ambos? ___________________________________________
2.
Investiga el tipo de reproducción de los siguientes organismos y completa el
siguiente cuadro: ___________________________________________________________
Nombre del organismos
Esponja
Tipo de reproducción
Anémona de mar
Coral
Estrella de mar
92
Características
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Recuerda que:
La Reproducción Asexual es la capacidad de los organismos de procrear
descendencia sin la intervención de órganos y células especializadas.
Gemación:
Tipos
Los brotes o yemas se convierten en nuevos individuos.
Excisión y Regeneración:
Partenogénesis:
El cuerpo se fragmenta en varias partes y a
partir de cada una de ellas se genera el resto
faltante.
Formación de un nuevo individuo a partir de un óvulo
sin fecundar.
Resumiendo, las características de la producción asexual son:
 Es un proceso relativamente simple, ya que no requiere de estructuras diferenciadas y
especializadas.
 El único mecanismo implicado en este proceso es la mitosis, por lo que la progenie es
copia casi exacta del progenitor.
 Requiere de un solo progenitor.
 Se puede producir un gran número de descendientes simultáneamente en tiempos
muy cortos, esto proporciona seguridad a la especie para su supervivencia.
 La variabilidad genética de la descendencia depende de la mutación y la velocidad con
que se produce cada nueva generación.
Es importante mencionar que un gran número de organismos animales se reproducen
tanto asexual como sexualmente durante sus ciclos de vida, mismos que se estudiarán
al final del capítulo
93
2.2 REPRODUCCION SEXUAL
La reproducción sexual se caracteriza por la participación de dos células haploides
(gametos) que generalmente proceden de diferente progenitor (hembra y macho); estas
células se unen en la fecundación formando un cigoto o huevo que contiene el material
hereditario de ambas células y que producen un hijo con las características de ambos
progenitores.
Los gametos o células reproductoras se forman a partir de grupos especiales de células
germinativas diploides que se encuentran en los órganos reproductores llamados
gónadas. Existen dos tipos de gónadas, la femenina llamada ovario y la masculina,
denominada testículo, productora de óvulos y espermatozoides, respectivamente; su
presencia constituye las características sexuales primarias.
2.2.1 TIPOS DE ORGANISMOS
Los animales, de acuerdo al tipo de gónadas que tienen, pueden ser: unisexuales y
hermafroditas.
Los animales unisexuales poseen un solo tipo de gónada, las hembras presentan ovarios
y los machos testículos (figura 47).
Figura 47. A) Hembra con ovarios, b) Macho con testículos.
Los animales hermafroditas presentan los dos tipos de gónodas: ovarios y testículos en
un solo individuo; ejemplo de ellos son las lombrices de tierra (figura 48), planarias,
celenterarios, etcétera.
94
Figura 48. Organismo hemafrodita.
El hermafroditismo es común, pero no universal, entre los invertebrados; por lo general
se presenta en animales, que tienen medios de locomoción limitados o que con dificultad
se encuentran uno con el otro. Existen otros animales que presentan una sola gónada
productora de óvulos y espermatozoides como algunos moluscos y peces.
Dimorfismo sexual
En algunos animales se puede observar el dimorfismo sexual, que se refiere a las
características físicas que permiten diferencias al macho de la hembra, lo cual se debe a
la presencia de hormonas; ejemplo de esto son el gallo y la gallina. El gallo, se
diferencia de la gallina, presenta una cresta, espolones de mayor tamaño y realiza su
característico canto.
Figura 49. Hembra y macho con dimorfismo sexual.
95
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Observa las siguientes figuras y completa el cuadro de abajo con las características que
distinguen al macho de la hembra.
Figura 50. Características sexuales secundarias en el macho y la hembra de Inca Clathratus.
Figura 51. Lagartija de collar (Sceloporus torcuatus) Valle de
México, en la que advierte el dimorfismo Sexual. A,
macho; B, hembra (según Ochoterena).
Animal
Figura 52. Macho y Hembra de Schistosoma
haematobium
(según Rioja)
Carácter Distintivo
Hembra
Macho
Escarabajo
Lagartija
Gusano
96
La reproducción sexual implica tres procesos básicos para la formación de un nuevo
individuo: la gametogénesis o formación de gametos; la fecundación o fusión de óvulo
y espermatozoide, y el desarrollo embrionario (figura 53).
Figura 53. Procesos básicos de la reproducción sexual.
2.2.2 GAMETOGÉNESIS
La gametogénesis es el proceso mediante el cual se forman los gametos, y
dependiendo si se trata de células sexuales masculinas o femeninas, se llama
espermatogénesis u ovogénesis respectivamente.
Los gametos se forman a partir de grupos especiales de células germinativas diploides;
el mecanismo a través del cual se producen estas células es la meiosis que, como
recordarás, es el proceso mediante el cual se efectúa la recombinación genética y
reducción cromosómica por medio de dos divisiones celulares sucesivas, produciendo
cuatro células haploides (n), característica exclusiva de los gametos.
97
a) Espermatogénesis
En las gónadas masculinas o testículos se producen los espermatozoides, en sus
paredes se localizan las espermatogonias 2n, las cuales se multiplican para el
crecimiento y restitución celular (fase de proliferación) que se presta durante el desarrollo
del embrión y primeras fases juveniles; después suspenden la actividad y crecen (fase
de crecimiento), transformándose en espermatocitos primarios 2n. Estas células
sufren la primera división meiótica produciendo células haploides llamadas
espermatocitos secundarios (n), (fase de meiosis). Para el organismo masculino la
meiosis se inicia durante la pubertad. Estas cuatro células al madurar se convierten en
espermatozoides funcionales, (figura 54a).
b) Ovogénesis
El proceso de maduración de células sexuales femeninas se inicia a través de las
ovogonias células diploides (2n) localizadas en las paredes del ovario. Estas células se
producen por mitosis originando su crecimiento y multiplicación durante la fase llamada
de proliferación. Durante el desarrollo o madurez sexual de la hembra una ovogonia se
divide en ovocito primario (2n), lo que sucede durante la fase de crecimiento. Un
ovocito primario sufre la primera división meiótica dividiéndose el citoplasma en forma
desigual, originando una célula mayor, el ovocito secundario (n) y una célula de menor
tamaño llamado primer cuerpo polar. En la segunda división meiótica el ovocito
secundario vuelve a dividir su citoplasma de manera desigual produciendo una ovótida
(n) y un cuerpo polar (n). Al final del proceso se originan tres cuerpos polares (n), y una
ovótida que sufre un proceso de especialización cuyo producto final es el óvulo. En esta
última fase intervienen una serie de hormonas sexuales y se conoce como de
maduración (figura 54b).
Durante la formación de óvulos las fases de meiosis y maduración se efectúan en la
mayoría de los animales al mismo tiempo. En el caso de la especie humana, durante el
desarrollo embrionario de la mujer las aproximadamente 400,000 ovogonias del ovario
inician el proceso de reducción meiótica hasta la profase I, la cual continuará hasta la
pubertad; el desarrollo del ovocito primario contenido en el folículo de Graff madura y
termina la primera división meiótica posteriormente, durante la ovulación el ovocito
secundario sufrirá la segunda división meiótica únicamente si es fecundado por un
espermatozoide.
En la ovogénesis una sola célula hija sobrevive como óvulo funcional; los otros tres
núcleos hijos se pierden como cuerpos polares, pero contribuyen con su citoplasma al
óvulo. Esto proporciona una gran cantidad de citoplasma, el cual se utilizará durante el
desarrollo del embrión.
98
Figura 54. a) Espermatogénesis.
b) Ovogénesis.
99
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
I. Contesta lo que a continuación se te solicita.
1. Completa el siguiente cuadro con el número cromosómico correspondiente:
ANIMAL
Carpa
Células somáticas
(2n)
Células sexuales
(n)
104
Hormiga roja
48
Gato
38
Mosca de la fruta
Humano
2. De acuerdo con el proceso de gametogénesis ¿qué sucede con el número
cromosómico?
3. ¿Por qué es necesario que ocurra lo anterior?
4. ¿Qué proceso mantiene constante el número cromosómico de la especie en cada
generación?
II. Observa detenidamente los esquemas de gametogénesis que se ilustran en la figura
(54 a y b) y contesta las siguientes preguntas:
1. ¿Cuál es el nombre de las células madres de espermatozoides y de óvulos?
y
2. Durante la gametogénesis que nombre reciben la células que sufren la primera
división meiótica
y
3. ¿Cuántas células se forman al final de la segunda división meiótica en ambos
procesos?
4. ¿Cuál es su nombre?
5. ¿En qué consiste la fase de maduración?
100
III. Observa detenidamente la figura 55 y contesta lo siguiente:
Figura 55. Morfología de gametos.
1. Menciona las principales estructuras que diferencian al óvulo del espermatozoide.
a)
b)
c)
d)
Óvulo
a)
b)
c)
d)
Espermatozoide
2. Anota cuáles son las diferencias de forma y tamaño entre los tipos de gametos.
Forma
Tamaño
Óvulo
Forma
Tamaño
101
Espermatozoide
2.2.3 FECUNDACIÓN
Como observaste, el óvulo posee las estructuras de cualquier célula, entre ellas el
pronúcleo, de suma importancia porque aporta su dotación haploide de genes, el
citoplasma que posee material de reserva llamado vitelo, que varía de acuerdo con la
especie de 5% a 95%, y las diversas membranas que protegen al óvulo de lesiones
mecánicas y también defienden a éste de espermatozoides de otras especies.
El espermatozoide aporta con su pronúcleo haploide el complemento genético para la
formación del futuro organismo y activa el programa de desarrollo del óvulo; otra
estructura importante es el acrosoma, que contiene gran cantidad de enzimas
hidrolíticas necesarias para la penetración; además, los centriolos, que originan al
flagelo, y por último, las mitocondrias del cuello, que dotarán de energía a la célula para
su propulsión. El tamaño y la forma de los gametos varían de acuerdo a la especie.
Como se observa en el siguiente esquema la fecundación es la unión del óvulo y el
espermatozoide con la consecuente fusión de sus núcleos haploides para formar una
célula diploide llamada cigoto o célula huevo. Es importante aclarar que en ningún
caso el óvulo puede ser fecundado por más de un espermatozoide.
Representación esquemática de la fecundación
Progenitor masculino
con testículos
Progenitor femenino
con ovarios
Espermatozoide
Óvulo
Fecundación
Cigoto
Nuevo individuo
102
Figura 56
¿Qué mecanismo permite asegurar que sólo un espermatozoide fecunde al óvulo?,
¿cómo el óvulo puede reconocer a un espermatozoide de su misma especie?, ¿qué
pasaría si dos o más espermatozoides penetraran al óvulo?, ¿esto sería posible?
La vida de todo organismo comienza con la unión del óvulo y el espermatozoide, por ello
el éxito de la reproducción consiste en asegurar el encuentro entre los gametos durante
la fecundación.
La fecundación es un proceso complejo, el cual puede dividirse en tres fases: el
encuentro del óvulo con el espermatozoide, la activación del óvulo, y la fusión del
espermatozoide y el óvulo.
1) El encuentro del óvulo y el espermatozoide. El espermatozoide se desplaza y se
acerca al óvulo mediante movimientos de su flagelo, el óvulo posee sustancias químicas
1
que actúan como receptores de los espermatozoides; estas sustancias son específicas
de cada especie, y evitan la unión de gametos de otras especies distintas.
Por ejemplo, en invertebrados el óvulo posee fertilisina y el espermatozoide la sustancia
complementaria de ésta, la antifertilisina. En mamíferos los óvulos presentan mucina,
sustancia que es degradada por la hialuronidasa presente en los espermatozoides
durante la penetración.
En la mujer son depositados de 200 a 300 millones de espermatozoides en su aparato
genital, aunque se requiere sólo uno para la fecundación. Se considera que los demás
ayudan al espermatozoide fecundante a atravesar la primera barrera protectora del
óvulo, la corona radiante, e incluso ayudan a disgregar las capas de mucina.
1
Proteínas que reconocen y se asocian con otras moléculas determinadas.
103
2) La activación del óvulo. Consiste en un aumento del metabolismo, producido por el
contacto con el espermatozoide (Figura 57).
Figura 57. Encuentro del óvulo y el espermatozoide.
3) La fusión del óvulo y el espermatozoide. En cuanto el espermatozoide entra en
contacto con la membrana del ovocito, las dos membranas plasmáticas se fusionan y
forman una especie de abultamiento llamado cono de recepción; la cabeza del
espermatozoide penetra al interior del óvulo, esto provoca la liberación de un gran
número de vacuolas citoplásmicas llamadas gránulos corticales cuyo interior contiene
enzimas y otras sustancias, que son vertidas entre la membrana plasmática y la vitelina
para su separación y destrucción de los receptores específicos para los
espermatozoides, impidiendo con esto la penetración de otros espermatozoides (figura
58).
Figura 58. Fusión del óvulo y espermatozoide.
La cola o flagelo del espermatozoide se desprende y queda afuera, penetrado
únicamente la cabeza y el centriolo; finalmente se fusionan los pronúcleos (el núcleo de
cada gameto recibe el nombre de pronúcleo antes de la fusión) para la formación de un
solo núcleo diploide (figura 59).
104
Figura 59. Pronúcleos.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
De acuerdo con la explicación anterior observa detenidamente la figura 60 y coloca en el
cuadro el número de la fase que le corresponde.
Figura 60.
De acuerdo al nivel de complejidad de los organismos y al medio en el cual se
desarrollan existen dos tipos de fecundación, la externa y la interna las cuales se
describen a continuación.
105
Fecundación externa
Es el tipo de fecundación más extendido en el medio acuático, en ésta las parejas
macho-hembra liberan simultáneamente sus óvulos y espermatozoides al agua. Este
medio líquido es favorable para la subsistencia de los gametos y desplazamiento de los
espermatozoides; sin embargo, los gametos son susceptibles a cambios de temperatura,
2
pH y a los depredadores, lo que propicia un aumento en su mortalidad. Los animales
que presentan este tipo de fecundación liberan una gran cantidad de gametos, esto
permite la subsistencia de algunos de ellos y asegura, por lo tanto, la fecundación (figura
61).
Figura 61. Fecundación externa.
Los tiempos de liberación de gametos deben coincidir, porque el tiempo de vida de éstos
es corto; este problema lo resuelven con patrones elaborados de comportamiento
comúnmente conocidos como cortejo sexual. Un ejemplo lo observamos en las ranas:
Durante la primavera, los machos emiten sonidos propios de su especie y mediante ellos
atraen a las hembras y las estimulan por contacto corporal para que expulsen sus óvulos
e inmediatamente después ellos liberan sus espermatozoides.
Ejemplos:
Esponjas
Celenterados
Anélidos
Moluscos
Peces
Anfibios.
Fecundación externa
En la gran diversidad de los animales existen algunas especies de anfibios y peces con
fecundación interna.
2
Forma de expresar la concentración de iones de hidrógeno, se utiliza para indicar el grado de acidez o alcalinidad
106
Fecundación interna
En este tipo de fecundación el macho deposita sus espermatozoides dentro del aparato
reproductor de la hembra, así ambos gametos quedan protegidos de los depredadores y
de los riesgos que presenta el medio externo. Sin embargo, a través de su historia
evolutiva, al pasar de un hábitat acuático a uno terrestre, los animales tuvieron que
adaptarse a fin de seguir disponiendo de un medio acuoso para sus gametos, condición
que ha sido resuelta con la presencia, en los machos, de glándulas productoras de
líquidos, como son las vesículas seminales.
Aves
Mamíferos
Fecundación Interna
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
1. Como leíste anteriormente, para que la fecundación externa como la interna se
lleven a cabo se requieren ciertas condiciones. Menciona tres de ellas.
a)
b)
c)
2. Completa el siguiente cuadro:
Características
Fecundación externa
Lugar en que se efectúa
Número de gametos:
macho
hembra
Probabilidad de encuentro
107
Fecundación interna
2.2.4 APARATOS REPRODUCTORES
Si los organismos presentan estructuras para la nutrición, respiración y excreción, ¿qué
estructuras son las que intervienen en la reproducción?, ¿todos los animales presentan
las mismas estructuras para la reproducción, incluyendo el ser humano?
Aparato reproductor femenino
Las estructuras que participan en la reproducción varían de una especie a otra,
dependiendo de su grado de evolución (dado por su nivel de organización), el tipo de
fecundación que presentan y el tipo de desarrollo embrionario que posean (pudiendo
éste ser externo o interno). Dentro de esa diversidad se pueden encontrar dos modelos
básicos de aparatos reproductores.
Figura 63. Esquemas generales de los aparatos reproductores, dependiendo de que la
fecundación sea externa (A) o interna (B).
El aparato reproductor femenino más sencillo lo encontramos en organismos con
fecundación externa; estos poseen dos estructuras básicas, los ovarios productores de
óvulos y los oviductos que los conducen al exterior (figura 63–A).
En las hembras con fecundación interna, el aparato reproductor se encuentra formado
por ovarios, oviductos, útero y vagina. En el transcurso de la evolución de estos animales
se observa una reducción en el número de ovarios, quedando sólo un par en mamíferos;
el oviducto se ensancha formando el útero, éste puede ser uno o varios, cada uno con su
3
conducto que desemboca en la cloaca , presente en peces, anfibios, reptiles y aves. En
los mamíferos los úteros se fusionan formando uno sólo, que, aún cuando permite el
desarrollo de menos crías, éstas pueden ser más grandes; esto se considera una
adaptación al medio terrestre, porque permite el cuidado de la cría hasta que nace
(figura 63–B).
En la evolución de los metazoarios se observa que el aparato reproductor en los
mamíferos cambió para desembocar en una abertura separada del ano y la uretra.
3
Abertura común al aparato digestivo, excretor y reproductor.
108
El aparato reproductor de la mujer
El aparato reproductor en la mujer se encuentra formado por los siguientes órganos: Los
ovarios, constituidos por un conjunto de células denominadas folículos de Graaf,
productores de óvulos y hormonas sexuales, estrógenos y progesterona, reguladoras
del desarrollo de las características sexuales secundarias en la mujer, los oviductos,
son conductos cuyas paredes se encuentran formadas de tejido muscular liso, su
contracción en ondas peristálticas conducen al óvulo hacia el útero; el oviducto es el
lugar en que ocurre la fecundación; el útero, órgano hueco formado por tejido muscular
estriado, presenta un revestimiento interno; el endometrio, formado por dos capas de
tejido, una que se desprende durante la menstruación y otra más interna a partir de la
cual se regenera la capa que se desprende. En este órgano el embrión se aloja y nutre
durante su desarrollo.
Durante el acto sexual, la vagina, que es un tubo corto que comunica con el exterior,
recibe al órgano copulador o pene que deposita los espermatozoides; en el nacimiento
sirve de canal a través del cual pasa el feto. Los órganos sexuales externos son labios
mayores, labios menores, clítoris y monte de Venus, los cuales forman la vulva
(figura 64).
Figura 64. Aparato reproductor femenino.
109
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Con base a la información anterior llena el siguiente cuadro:
Aparato Reproductor Femenino
Órgano
Función
Ovario
Vagina
Útero
Oviducto
Aparato Reproductor Masculino
Al igual que las hembras, los aparatos reproductores más sencillos se presentan en
machos con fecundación externa. Consta de dos estructuras básicas, los testículos,
formados por tubos pequeños llamados seminíferos, en cuyo interior se realiza la
espermatogénesis, y el conducto espermático que conduce los espermatozoides al
exterior, a través de la cloaca (figura 65–A).
En vertebrados los testículos se localizan dentro de la región ventral y sólo en mamíferos
los encontramos dentro de una bolsa o escroto fuera de la cavidad del cuerpo, esto se
debe a que los espermatozoides no pueden sobrevivir con la temperatura existente en el
interior del cuerpo de los organismos homeotermos (que controlan su temperatura).
110
Figura 65. A) Fecundación externa. B) Fecundación interna.
Los animales con fecundación interna presentan estructuras que les permiten adaptarse
al medio terrestre, como las vesículas seminales, las cuales actúan como glándulas
secretoras de líquidos que facilitan el desplazamiento de los espermatozoides. El pene u
órgano copulador tiene la función de depositar los espermatozoides dentro del aparato
reproductor de la hembra; en reptiles y mamíferos probablemente se originó a partir de la
cloaca, de ahí su relación con el aparato excretor (figura 65–B).
Aparato reproductor en el hombre
El aparato reproductor en el hombre se encuentra constituido por las siguientes
estructuras: los testículos, órganos productores de espermatozoides y de hormonas
sexuales (andrógenos) responsables del desarrollo de las características sexuales en el
varón, se encuentran rodeados por una bolsa de piel llamada escroto; el epidídimo es
un conducto sumamente enrollado, en éste los espermatozoides adquieren la capacidad
de movimiento después de 18 horas, por lo que es conocido como cámara de
maduración; luego del epidídimo, el esperma pasa al vaso o conducto deferente, donde
en su mayor parte queda almacenado. Las vesículas seminales son un par de
glándulas huecas secretoras de un fluido viscoso que contiene nutrientes. La próstata
es una glándula productora de un líquido alcalino que neutraliza la acidez de la uretra y
la vagina. Las glándulas de Couper son un par de glándulas pequeñas situadas en la
base del pene, producen líquidos que lubrican la uretra y la neutralizan al igual que la
próstata. El conjunto de secreciones de los tres tipos de glándulas –más el fluido
seminal- recibe el nombre de semen.
El pene, que como ya se sabe, es el órgano copulador, está formado por tejido
esponjoso eréctil, tejido conectivo fibroso y piel que lo recubre; en su interior se
encuentra la uretra, conducto común para el aparato reproductor y excretor.
111
Figura 66. Aparato reproductor masculino.
112
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
I.
Con base a la información anterior llena el siguiente cuadro:
Aparato Reproductor Masculino
Órgano
Función
Vesícula seminal
Glándulas de Couper
Testículos
Próstata
Epidídimo
Escroto
II. Observa detenidamente los siguientes esquemas y contesta lo siguiente:
Tiburón
Ave
Figura 67. a) Tiburón y b) Ave.
113
1. En las figuras 67–A y 67–B ilumina los órganos correspondientes al aparato
reproductor del tiburón y el ave.
2. De acuerdo con las estructuras que presentan, el tipo de fecundación del tiburón es:
y el del ave:
3. ¿Qué tipo de desarrollo embrionario presenta el ave?
4. ¿Y el tiburón?
2.2.5 CICLOS REPRODUCTORES
Todos los animales se preparan para la reproducción durante una época del año (la cual
varía de acuerdo con la especie); las hembras y machos maduran sus gametos y
preparan sus aparatos reproductores para la reproducción. Durante esta etapa, su
comportamiento se encuentra regulado por sustancias químicas (hormonas) que
producen internamente, así como por estímulos del medio externo. Se cree que éste es
el resultado de un proceso de selección natural, porque se lleva a cabo en la época más
favorable del año, y de esta manera se asegura la supervivencia de las crías.
Los estímulos externos a los cuales responden los animales pueden ser visuales,
olfativos, auditivos y demás, como en el caso del cerdo y perro, y sonidos especiales que
emiten los insectos, ranas, aves y otros.
Estos ciclos se repiten durante la vida fértil de los animales, sus fases están sujetas a las
influencias del medio. En la mayoría de los mamíferos este ciclo recibe el nombre de
“ciclo estral” y en la especie humana se conoce como “ciclo menstrual”.
Ciclo menstrual
Este ciclo es propio de la especie humana y se lleva a cabo en la mujer; durante este
periodo ocurren una serie de transformaciones que se producen principalmente en el
ovario y el útero, regulados por un conjunto de hormonas, y tienen como finalidad la
maduración del óvulo y preparar al útero para el embarazo.
El primer ciclo menstrual comienza durante la pubertad entre los 12 y 15 años de edad, e
indica el inicio de la vida fértil de la mujer, se repite mes a mes y termina
aproximadamente a los 45 años de edad, recibiendo el nombre de menopausia.
Para su estudio, este ciclo se ha dividido en cuatro fases: folicular, ovulación, lútea y
menstruación.
114
4
5
a) Fase folicular. El ciclo comienza cuando el hipotálamo estimula a la hipófisis
para producir las hormonas folículo estimulante (HEF) y la luteinizante (HL) que
regulan los cambios cíclicos en el ovario (figura 68).
Por influencia de la HEF un número determinado de folículos de Graaf comienzan a
crecer, aunque en condiciones normales sólo un óvulo alcanza su madurez total mes a
mes; las demás células foliculares secretan estrógenos, los cuales inducen la
respiración y crecimiento del endometrio; esta fase dura aproximadamente de 8 a 10
días.
Figura 68. Ruta de acción de la hormona folículo estimulante.
b) Fase de ovulación. La elevada concentración de estrógenos constituyen el estímulo
para que la hipófisis sintetice la HL, e inhiba la producción de HEF; la hormona
luteinizante es necesaria para que el folículo pierda elasticidad y se rompa dejando en
libertad al ovocito, fenómeno denominado ovulación, esto ocurre aproximadamente
catorce días después de iniciado el ciclo. Durante ésta el ovocito termina su primera
división meiótica e inicia la segunda división (figura 69).
Figura 69.
4
5
Parte del cerebro que produce sustancias (neurosecreciones) capaces de estimular, en otras partes, a la hipófisis.
Glándula productora de hormonas.
115
c) Fase lútea. Una vez liberado el óvulo éste comienza su recorrido por el oviducto, su
tiempo de vida es aproximadamente de 24 horas. Durante este periodo si no es
fecundado muere.
El folículo vacío se llena de células y mediante la acción de HL adquiere un pigmento
amarillo, por lo que recibe el nombre de cuerpo amarillo o lúteo. Éste actúa como
glándula endócrina produciendo progesterona, ésta circula en la sangre, llega a la
hipófisis y actúa suprimiendo la producción de HEF. La progesterona actúa también en el
útero, provocando que su revestimiento interno (endometrio) crezca y se vascularice,
preparándolo de esta manera para la implantación del óvulo, sí es fecundado (figura 70).
Figura 70. Producción de progesterona.
d) Fase de menstruación. Si el óvulo no es fecundado aproximadamente 13 o 14 días
después, el cuerpo amarillo degenera y deja de producir progesterona, por lo que el
endometrio se desprende y cae, junto con el óvulo no fecundado, constituyendo el
sangrado menstrual o menarquía. El primer día de menstruación es considerado el
primer día del ciclo. La menstruación dura de tres a cinco días.
Los bajos niveles de progesterona son el estímulo para que la hipófisis empiece a
producir la HEF y con él, el nuevo ciclo.
116
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Completa la tabla siguiente anotando en los sitios en blanco el texto correspondiente.
Origen
Hormona
HEF
Folículo
Transporta a
ovario
Efecto
Produce el desarrollo de un folículo
Estrógeno
Detiene la producción de HEF
Provoca la producción de HL
útero
Glándula
pituitaria
folículo
Produce la ruptura del folículo y la
liberación del óvulo.
Produce el desarrollo del cuerpo
amarillo.
Cuerpo
amarillo
Estimula el crecimiento de las
glándulas y vasos sanguíneos
117
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
A continuación te presentamos los aspectos más relevantes de este tema.
Reproducción sexual: capacidad de los organismos de procrear descendencia con la
participación de células especializadas.
Aspectos generales:
Tipos de organismos con
reproducción sexual
Unisexuales: poseen un solo tipo de gónada, ovario o
testículo.
Hermafrodita: poseen los dos tipos de gónadas, ovarios
y testículos
Dimorfismo sexual: Características físicas que distinguen al macho de la hembra.
Procesos de la reproducción sexual:
1.
2.
3.
Gametogénesis
Fecundación
Desarrollo embrionario
Gametogénesis: proceso de formación de gametos
Espermatogénesis: proceso de formación de espermatozoides.
Espermatozoide: célula reproductora masculina, pequeña y móvil.
Gametogénesis
Ovogénesis: proceso de formación de óvulos
Óvulo: célula reproductora femenina o gameto relativamente
grande, con material nutritivo, estructuras protectoras e inmóvil.
Fecundación: Fusión del óvulo con el espermatozoide.
Fecundación
Otras formas de
fecundación
Proceso de
fecundación
a) Encuentro del óvulo y el espermatozoide.
b) Activación del óvulo.
c) Fusión del óvulo con el espermatozoide.
Tipos de
fecundación
Externa: Unión de los gametos fuera del cuerpo
Interna: Unión de los gametos dentro del cuerpo
Autofecundación: Unión de óvulos
pertenecientes al mismo individuo.
y
espermatozoides
Fecundación Cruzada: Unión de gametos pertenecientes a dos
organismos diferentes
118
Aparatos reproductores
Esquemas
generales
femeninos
Con fecundación externa: ovarios, oviductos.
Con fecundación interna: ovarios, oviductos, útero, vagina, vulva,
glándulas anexas.
Principales estructuras y órganos del aparato reproductor en la mujer: ovarios, folículos
de Graaf, oviductos (trompas de falopio), útero, vagina, labios mayores, labios menores,
clítoris y monte de Venus.
Esquemas
generales
masculinos
Con fecundación externa: testículos y conductos espermáticos
Con fecundación interna: testículos, conductos deferentes,
vesículas seminales, próstata, glándulas de Cowper, pene.
Principales estructuras del aparato reproductor en el hombre: testículos, escroto,
epidídimo, conducto deferente, vesículas seminales, próstata, uretra, glándulas de
Couper, pene, uretra.
Ciclos Reproductores
Concepto. Etapa en la cual los animales preparan sus aparatos reproductores para la
reproducción.
Hormonas sexuales: testosterona y estrógenoes:
Regulación – Estímulos externos (olor, color, sonido).
Características generales
Fases del ciclo menstrual: folicular; ovulación; lútea, y menstruación.
En resumen las características de la reproducción sexual son:







Participan células especializadas llamadas gametos.
Es un proceso complejo porque requiere de estructuras diferenciadas y
especializadas.
El mecanismo implicado en este proceso es la meiosis, mediante el cual se reduce a
la mitad el número de cromosomas.
Es necesaria la presencia de dos progenitores con algunas excepciones.
El número de descendientes es reducido.
La progenie presenta variabilidad genética, lo que permite una mayor adaptabilidad
de los animales a su ambiente.
Este tipo de reproducción forma parte de los mecanismos esenciales para la
evolución de los organismos y en particular de la especie.
119
2.3 DESARROLLO EMBRIONARIO
¿Cómo puede un cigoto, célula única, convertirse en medusa, mosca
u hombre, es decir, en seres constituidos por millones de células?
¿Cuáles son los principales cambios que se presentan durante el
desarrollo de un cigoto hasta convertirse en adulto?
El proceso embriológico no es igual en todos los organismos, presenta modalidades
propias en cada grupo animal, por lo que en las siguientes páginas se dará un panorama
general.
Después de la fecundación el cigoto inicia en algunos animales un periodo de descanso,
mientras que en otros comienza una serie de divisiones celulares mitóticas sucesivas,
que culminan con la formación de un animal. Cuando el organismo se está desarrollando
se forman o esbozan las estructuras y funciones básicas del futuro adulto. Los
encargados de regular este desarrollo en el embrión son los genes.
Para cubrir las funciones básicas de nutrición, respiración y excreción los embriones
requieren nutrientes y gases, además eliminan desechos, y durante su desarrollo
también responden a su ambiente. Estas sustancias son tomadas por el embrión
directamente del medio, cuando éste se desarrolla fuera del cuerpo de la madre
(desarrollo embrionario externo) o, bien, a través de la madre cuando se desarrolla en
su interior (desarrollo embrionario interno).
El desarrollo embrionario se efectúa a través de tres etapas o fases:
2.3.1 SEGMENTACIÓN
Según la cantidad y distribución del vitelo (material nutritivo del cual se nutre el embrión)
se presentan diferentes clases de huevo, (figura 71).
Figura 71. Distintas clases de óvulos: a) alécitos; b) heterolécitos; c) telolécitos, y d) centrolécitos.
El vitelo nutritivo o deuteroplasma se representa en negro.
De acuerdo a las clases de huevos se presentan distintos tipos de segmentación durante
los cuales el cigoto se divide por mitosis formado 2, 4, 8, 16, 32, etcétera, células que
conservan el número cromosómico.
120
Este proceso termina con la formación de la blástula, que es una estructura esférica con
un hueco denominado blastocele, (figura 72).
En el caso del embrión humano, el proceso de segmentación ocurre en el oviducto,
durante su tránsito hacia el útero.
Figura 72. Tipos de segmentación.
Tipos de segmentación
a)
b)
c)
d)
Total e igual (estrella de mar).
Total y desigual (rana).
Parcial o discoidal (pájaro).
Parcial superficial (insecto).
Este proceso termina con la formación de la blástula, que es una estructura esférica y
hueca. En el caso del embrión humano, el proceso de segmentación ocurre en el
oviducto, durante su tránsito hacia el útero.
Como pudiste observar en la figura 72, los huevos presentan una segmentación diferente
de acuerdo con la cantidad y distribución del vitelo. Durante la segmentación en algunas
especies se presenta la poliembrionía, en la cual se forman varios embriones a partir de
un huevo y consiste en la división más o menos precoz de los embriones y a veces de
los propios huevos. Esto sucede en ciertos insectos donde los individuos producidos son
del mismo sexo. También se puede presentar en algunos mamíferos como en armadillo,
en que los diferentes embriones procedentes de un huevo vienen a insertarse en un solo
corión (membrana extraembrionaria), (figura 73).
121
Figura 73. Poliembrionía del armadillo. Los cuatro individuos proceden del mismo huevo.
En la especie humana, la formación de gemelos monocigóticos o dicigóticos es un
ejemplo de este tipo (figura 74 a y b).
Figura 74. Formación de Gemelos Monocigóticos o Dicigóticos
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
I.
Observa la figura 73 y 74, y contesta lo siguiente:
a) ¿Qué diferencias encuentras en los distintos tipos de cigotos mostrados?
122
b) ¿Cuáles presentan la mayor cantidad de sustancias nutritivas?
c) Menciona ¿qué tipo de cigoto formará una larva y por qué?
d) Durante cada división de la segmentación ¿cómo son las células resultantes en
cuanto al número cromosómico con respecto a las células que les anteceden?
e) ¿Cuál es la diferencia entre el nacimiento múltiple representado en la figura 74a y b?
2.3.2 GASTRULACIÓN
La gastrulación ocurre después de que se ha formado la blástula, la división celular
continúa a una velocidad baja de crecimiento celular, morfogénesis y diferenciación.
Durante esta fase se forman dos o tres capas de células diferenciadas. Se inicia con
una invaginación de la blástula causada por la división rápida de un grupo de células,
que se acomodan introduciéndose en el interior del blastocele, formándose de esta
manera en el embrión dos capas embrionarias o blastodérmicas: el endodermo (hoja
interna) y el ectodermo (hoja externa). La gastrulación puede formarse de dos maneras
distintas: por embolia o epibolia (figura 75).
Figura 75. Gastrulación a) por embolia y b) epibolia.
123
Algunos animales durante su desarrollo sólo presentan estas dos etapas, a partir de las
cuáles se formarán todas las estructuras que presenta el animal adulto; a estos animales
se les denomina diblásticos y no presentan verdadera cavidad corporal; ejemplo de
ellos son los poríferos y celenterados. El resto de los animales formarán una tercera
lámina intermedia (mesodermo) por lo que se les llama triblásticos.
La aparición del mesodermo tiene importancia en la evolución de los metazoos, porque a
partir de ésta se desarrolla el celoma que constituye en el animal adulto su cavidad
corporal en la que se encuentran alojados la mayoría de los órganos. Esta lámina se
forma de dos maneras distintas: la esquizocelia (figura 76) y la enterocelia (figura 77).
Los animales triblásticos pueden tener o no celoma; algunos ejemplos son platelmintos,
anélidos y cordados. A los animales que presentan celoma se les denomina celomados
y los que carecen de ella acelomados.
Figura 76. Formación del mesodermo por esquizocelia.
Figura 77. Formación del mesodermo por enterocelia.
La presencia o ausencia de celoma es considerada como un criterio importante para la
clasificación de los organismos del reino metazoa.
124
Figura 78. Si comparamos la estructura y el desarrollo de los organismos vivientes,
podemos construir un hipotético árbol genealógico.
Durante la gastrulación y a consecuencia del crecimiento desigual y acomodo celular el
embrión cambia de forma adquiriendo una determinada simetría. Considerando lo
anterior en los metazoarios se presentan tres tipos de organismos: asimétricos, con
simetría radial y con simetría bilateral (figura 78), los cuales ya fueron descritos en el
primer fascículo de esta asignatura.
125
Figura 79. a) Asimétricos, b) Simetría radial y c) Simetría bilateral.
2.3.3 DIFERENCIACIÓN U ORGANOGÉNESIS
En ésta tercera etapa del desarrollo embrionario las tres capas principales formadas
durante la gestrulación se van diferenciando, a su vez para formar diversos tejidos
órganos, aparatos y sistemas. El endodermo dará origen al recubrimiento de muchas
estructuras internas como son por ejemplo el tubo digestivo y glándulas anexas, así
como al revestimiento interior del aparato respiratorio (pulmones); el mesodermo de
origen celómico contribuye a la formación de órganos y las estructuras del aparato
reproductor excretor y circulatorio; en la capa más externa. Una parte del ectodermo
(neural) dará origen al sistema nervioso central y nervios periféricos, mientras que la otra
parte (ectodermo epidérmico) formará cubiertas externas como epidermis, epitelio bucal
y recubrimiento de diversas glándulas entre las cuales se encuentran por ejemplo las
sebáceas, sudoríparas y mamarias. Dependiendo del organismo de que se trate el
ectodermo también puede originar pelos, plumas y recubrimiento de aberturas naturales
del cuerpo como pueden ser: boca, fosas nasales y ano.
En el ser humano esta tercera etapa del desarrollo del embrión se lleva a cabo, ya
implantado en la pared uterina, sólo unos días después de la concepción; en esta etapa
al embrión se le denomina blastocito.
La segmentación, gastrulación y diferenciación de tejidos a partir de las tres etapas
germinales son las etapas fundamentales del desarrollo (figura 80). Son universales
puesto que ocurren durante el desarrollo de cualquier animal.
126
Figura 80. Sección transversal de un embrión de rana.
127
ACTIVIDADDE REGULACIÓN
Observa la figura 81 y contesta lo que continuación se te solicita.
Figura 81. Embriones de vertebrados.
1. En las primeras etapas del desarrollo los embriones de todos los vertebrados se
parecen mucho unos a otros (figura 81). ¿Cómo se explica este hecho?
2. ¿Qué diferencias se pueden encontrar?
128
3. Indica con los números 1, 2 y 3 en la primera columna el orden que se llevan a cabo
las fases o etapas del desarrollo embrionario y elige la letra correspondiente que
relacione cada una de ellas con sus características fundamentales:
Orden
Fases
Característica fundamental
Gastrulación
( )
a) aumento del número de células.
Diferenciación
( )
b) aumento del número de células.
Segmentación
( )
c) diseño de la forma.
4. Escribe sobre la línea cuál de las capas blastodérmicas (ectodermo,mesodermo y
endodermo) durante la diferenciación da origen a los tejidos, órganos y sistemas
que aparecen a continuación.
Órganos del aparato gonadal, excretor y circulatorio.
Tubo digestivo y glándulas anexas
Sistema nervioso central y nervios periféricos
2.3.4 TIPOS DE DESARROLLO
En el reino metazoa encontramos diferencias en la forma en que se desarrollan los
animales, y la mayoría pasan por una serie de cambios, desde la formación del huevo
hasta constituirse en un adulto. Existen dos tipos de desarrollo: indirecto o externo y
directo o interno.
a) Desarrollo indirecto o externo
Este tipo de desarrollo pasa por diferentes estadios:
cigoto
embrión
larva
adulto
Al conjunto o serie de estadios se le llama metamorfosis (meta = cambio y morpho =
forma); este proceso es regulado por hormonas, cuya producción es controlada por los
genes que son activos en ciertos estadios, la metamorfosis en insectos puede ser
completa o incompleta.
El proceso de metamorfosis completa es de gran valor para la supervivencia de la
especie. Muchos insectos como los lepidópteros (mariposas) ponen sus huevos en la
primavera y se vuelven azotadores en el verano; durante esta etapa devoran grandes
cantidades de alimento para crecer con rapidez, transformándose en pupa durante el
invierno y en adulto en la primavera siguiente; asimismo, su dieta cambia en cada fase
(figura 82).
129
Figura 82. Metamorfosis incompleta y metamorfosis completa.
De acuerdo a los organismos que presentan la metamorfosis existen diversos tipos de
larvas como las que se mencionan a continuación:
Organismo
Mosca
Mariposa, polilla
Almeja
Estrella de mar
Rana
Larva
cresa
oruga o azotador
trocófora
pluteus
renacuajo
130
Figura 83. Distintos tipos larvarios: a) larva trocófora; b) larva Pluteus, y c) renacuajo.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Con base a lo que acabas de estudiar contesta lo que se te solicita.
1. Escribe el nombre de los estadios en la metamorfosis incompleta:
2. Señala otros organismos que la presentan:
3. ¿Cuáles son los estadios de la metamorfosis completa?
4. Señala otros organismos que la presentan:
5.
¿A qué factores ambientales corresponden los cambios presentados durante la
metamorfosis?
131
6. En el caso de insectos como por ejemplo los lepidópteros (mariposas) ¿durante qué
etapa de la metamorfosis devoran grandes cantidades de alimento?
7. Con base en la respuesta anterior ¿cuáles son los daños que pueden causar al
hombre y por qué?
b) Desarrollo directo o interno
Se presentan cuando el organismo se convierte en adulto sin pasar por ningún estado
larvario. En este caso, en el embrión se forman dos tipos de células: unas formarán al
embrión propiamente dicho y las otras formarán cuatro membranas alrededor del
embrión llamadas membranas extraembrionarias. Estas son adaptaciones que
permiten sobrevivir al embrión, hasta que éste se encuentre listo para llevar su vida
independiente.
Dicho desarrollo se presenta en peces (sólo en algunas especies), reptiles, aves y
mamíferos. En estos últimos puede ser parcial (marsupiales) o total (placentarios).
En algunos animales ovíparos (ponedores de huevo) como las aves y reptiles el embrión
se recubre de un cascarón durante su paso por los oviductos, dentro de este huevo y
para que el embrión pueda desarrollarse se forman las membranas extraembrionarias
que se observan a continuación (figura 84) y cuyas funciones son de vital importancia
para el desarrollo del embrión.
Figura 84. Membranas extraembrionarias en ovíparos y vivíparos.
1. Corión. Su función es impedir la excesiva evaporación del agua a través del
cascarón.
2. Amnios. Esta membrana, que rodea al embrión, forma una bolsa llena de líquidos
que constituye el ambiente del embrión, protegiéndolo de los golpes.
132
3. Alantoides. Constituye la estructura respiratoria del embrión y acumula desechos
6
metabólicos hasta el momento de la eclosión .
4. Saco vitelino. Contiene vitelo que servirá para alimentar al embrión.
En los marsupiales como los canguros y las zarigüeyas, los huevos se fecundan en el
interior del cuerpo y el embrión comienza a desarrollarse en el útero de la madre
recibiendo algo de alimento, pero los pequeños embriones (miden unos cuantos
centímetros) son rápidamente expulsados del útero. Éstos se arrastrarán al interior de
una bolsa llamada marsupio en el abdomen materno, donde se localizan las glándulas
mamarias, alimentándose con la leche materna durante el crecimiento y desarrollo del
organismo. Estos órganos carecen de placenta.
Los reptiles fueron los primeros vertebrados que pusieron huevos en tierra y las
membranas extraembrionarias evolucionaron, adaptándose a las necesidades ovíparas o
vivíparas (desarrollo del embrión dentro de la madre y parir vivas a sus crías) de los
animales terrestres.
Después de la fecundación el cigoto de los reptiles y las aves desarrollan un cascarón a
su alrededor que le proporciona el ambiente completo, además por ser poroso permite el
intercambio de gases en el exterior.
En los vivíparos el cigoto se desarrolla parcial o totalmente dentro de la cavidad uterina,
desarrollando las membranas extraembrionarias. El corión en contacto con el útero
forman la placenta; el alantoides y el saco vitelino se reducen y pierden algunas de las
funciones que ahora realiza la placenta; la mayoría de los mamíferos (a excepción del
ornitorrinco y erizo hormiguero que producen huevos con cascarón) y algunos peces son
ejemplos de animales vivíparos.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Observa nuevamente la figura 84 y contesta las siguientes preguntas:
1. ¿Cuáles son las diferencias que existen entre organismo ovíparos y vivíparos?
2. ¿Cuáles son las ventajas del desarrollo interno para el embrión?
6
Rompimiento del huevo “nacimiento”
133
2.3.5 GESTACIÓN O EMBARAZO
En los mamíferos la reproducción sexual alcanza su máximo desarrollo; la fecundación
es interna y va seguida del desarrollo embrionario interno completo en el cuerpo de la
madre, periodo conocido como gestación, el cual tiene diferente tiempo de duración
dependiendo del tipo de organismo del cual se trate (cuadro 1).
Cuadro 1. Duración de la gestación de algunos mamíferos
Animal
Ratona
Rata
Gata
Perra
Cerda
Gestación
19 días
21 días
9 semanas
9 semanas
4 meses
Animal
Mona
Mujer
Vaca
Yegua
Elefante
Gestación
5.5 meses
9 meses
10 meses
11 meses
22 meses
Entre la fecundación y el nacimiento el embrión crece dentro del cuerpo de la madre y
recibe su alimentación, así como el oxígeno de la sangre de la madre. Este intercambio
tiene lugar a través del órgano llamado placenta, que une y relaciona el embrión con el
útero (figura 85). En la mujer el periodo de gestación del embrión se considera hasta la
séptima semana y a partir de la octava se considera feto por el grado de desarrollo que
se ha adquirido (cuadro 2).
Después del nacimiento, el pequeño se alimenta durante cierto tiempo con la leche de
las glándulas mamarias de la madre. Observa la siguiente figura y reflexiona acerca de
las siguientes preguntas:
¿Qué función desempeña el cordón umbilical en el feto?
¿Existe mezcla de sangre materna y fetal durante el embarazo?
Figura 85. Circulación a través de la placenta.
134
Cuadro 2. Proceso de gestación en la mujer
Primer mes
El embrión tiene forma alargada, mide 0.5 cm.; tiene una cabeza minúscula,
cerebro y corazón primitivo, que empieza a latir irregularmente, y una pequeña
cola que desaparecerá después.
Segundo mes
Se desarrollan los ojos, brazos y piernas, todos los órganos internos se han
formado, boca, labios; se empiezan a formar cartílagos; a partir de estos
momentos se llama feto.
Tercer mes
El feto mide 5 cm., tiene dedos en pies y manos; al finalizar el mes aparecen los
órganos sexuales exteriores. El rostro tiene el perfil de bebé.
Cuarto mes
El feto mide 25 cm. y pesa aproximadamente 172.2 g; tiene vasos sanguíneos,
piel delgada, rasgos faciales, pelo sobre la cabeza y el cuerpo; hay más
movimiento.
Quinto mes
El feto mide 30 cm. Aproximadamente y pesa unos 500 g, hay más movimiento
y patea, aparecen uñas y pelo, presenta reflejos simples, piel recubierta de vello
lanugo.
Sexto mes
El feto mide unos 35 cm. y pesa 750 g; los tejidos se llenan; brotes de dientes
aparecen en las encías, empieza a acumular grasa debajo de la piel.
Séptimo mes
Los ojos pueden abrirse ocasionalmente, son sensibles a la luz, su peso
corporal es aproximadamente de 1 Kg. El feto puede sobrevivir.
Octavo mes
Al final de este mes el cuerpo engorda, el universo uterino es demasiado
estrecho y la cabeza del feto se orienta hacia abajo.
Noveno mes
Al término de este mes el feto pesa normalmente 2.5 Kg. y 3 Kg. y mide unos
50 cm. El bebé puede nacer ahora.
Parto. La gestación termina con un conjunto de hechos que llamamos parto o proceso
de nacimiento, el cual se inicia con contracciones lentas y rítmicas de los músculos del
útero (figura 86).
135
Figura 86. Gestación.
Estas contracciones rompen el amnios lleno del líquido amniótico (comúnmente llamada
fuente), en la cual se ha desarrollado el nuevo ser. Esta primera etapa se llama trabajo
de parto o dilatación.
Las contracciones del útero aumentan en frecuencia y fuerza, uniéndose a las
contracciones de los músculos abdominales para empujar al niño a través del canal de
parto, formado por la dilatación de la pelvis y la vagina; esta etapa se llama expulsión
finalmente se presenta el alumbramiento consistente en la expulsión de la placenta y
cordón umbilical (figura 87).
136
Figura 87. Parto.
137
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
Considerando lo estudiado en las páginas anteriores, completa el siguiente cuadro:
Cuadro 3. Satisfacción de necesidades para el desarrollo y
crecimiento de los embriones.
Necesidades
Como satisfacen los organismos sus necesidades para el
desarrollo
Erizo de
Rana
Pollo
Canguro
Humano
mar
Oxígeno
Protección contra
pérdida de agua
Alimento para energía
Eliminación de
desechos
Mantenimiento de
temperatura adecuada
Protección contra
golpes
138
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
Recuerda que:
Desarrollo embrionario: serie de cambios que se efectúan en el cigoto hasta formar un
nuevo individuo.
Fases
Segmentación: división celular sucesiva, sin incremento de tamaño.
Gastrulación: formación de capas embrionarias (endodermo, mesodermo,
ectodermo), celoma y simetría.
Diferenciación: formación de tejidos , órganos y sistemas
Poliembrionía: desarrollo de dos o más organismos a partir de un cigoto.
Membranas extraembrionarias: corión, saco vitelino, amnios y alantoides.
Indirecto o externo: desarrollo de un individuo que pasa por los
estadios cigoto, embrión, larva y adulto.
Tipo de
desarrollo
Directo o interno: El organismo se convierte en adulto sin pasar por
un estadio larvario.
Parcial (marsupiales)
Total (placentarios)
Embarazo
(gestación humana)
Parto
(etapas)
1er. Trimestre:
Se forman los principales sistemas de
órganos.
2do. Trimestre:
Se produce un rápido crecimiento del feto.
3er. Trimestre:
Continua el crecimiento, necesita una fuerte
demanda de nutrimentos que toma de la
madre.
Dilatación o trabajo de parto
Expulsión
Alumbramiento
139
2.4 CICLOS BIOLÓGICOS
En todos los metazoarios se observa un patrón básico de ciclo biológico: el ciclo
diploide, el cual se caracteriza por el momento en que se presenta la meiosis.
Figura 88. Ciclo diploide.
En las páginas anteriores aprendiste las características y tipo de reproducción asexual y
sexual; en la siguiente parte estudiarás cómo algunos animales utilizan estas dos formas
de reproducción durante sus ciclos de vida, respondiendo así a las condiciones
ambientales en que se desarrollan.
Un ejemplo lo observamos en la hidra de agua dulce, que se reproduce asexualmente
por gemación; sin embargo, al llegar a determinada época del año se desarrollan en sus
paredes los órganos sexuales, testículos en la mitad superior del cuerpo y ovarios en la
mitad inferior, estos originan los elementos sexuales que formarán el huevo (en algunas
especies se presenta la fecundación externa y en otros la interna), cuyo desarrollo
conducirá a un nuevo ser.
Figura 89. Hidra que muestra la formación de una yema a) testículo; b) ovario.
140
En otros casos se presenta en forma alternada una generación asexual con otra sexual;
este proceso se llama generación alternante o metagénesis y se presenta en colonias
de hidrozoarios como es el caso de Obelia (figura 90).
Figura 90. Alternancia entre las fases polipoide y medusoide en Obelia, un hidrozoario.
(De Storer y Cols., modificado de Wolcott.)
Otros organismos presentan ciclos de vida muy complicados que requieren de
huéspedes intermediarios, en los que se observan los dos tipos de reproducción; ésta es
una característica adaptativa de los parásitos. En ocasiones involucra estadios en los
que los jóvenes en desarrollo son de vida libre o se han vuelto dependientes de un
huésped intermediario, (figura 91).
141
Figura 91. Ciclo de vida fasciola o conchuela.
Como te has dado cuenta, el conocimiento de los ciclos biológicos es importante porque
algunas enfermedades son causadas por parásitos que tienen como huésped
permanente al hombre y como intermediarios a los animales de los cuales se alimenta.
El proceso evolutivo de la reproducción en el reino metazoa tendió a favorecer las
formas sexuales que, como ya se ha mencionado, produce una viabilidad infinita entre
los individuos por el intercambio de material genético entre los progenitores.
ACTIVIDAD DE REGULACIÓN
I. Observa el ciclo de la figura 91 y contesta lo que a continuación se te solicita:
1. ¿Cuáles son los elementos indispensables para que se lleve a cabo la generación
sexual?
142
2. Identifica el tipo de reproducción sexual que presenta.
3. Coloca en el esquema (figura 92) los nombres de medusa sexuada y libre, gametos,
cigoto, larva nadadora (plánula), blastozoides que se forman por gemación y colonia
fija.
Figura 92. Alternancia entre las fases polipoide y medusoide en Obelia, un hidrozoario.
(De Storer y cols. Modificado de Wolcott).
4. ¿En relación a los organismos parásitos de qué manera les ayuda tener uno o más
huéspedes intermediarios?
II. Observa la figura 93, ilumina con color rojo la ruta que sigue la solitaria a través del
cuerpo humano y con azul todas las estructuras que atraviesa.
a) ¿En qué estadios es más probable que se presenten síntomas de
enfermedad?
b) ¿En qué estadio es más factible un tratamiento?
c) ¿Qué medidas crees que podrían ser tomadas para controlar la dispersión de
los gusanos parásitos?
143
Figura 93. Representación esquemática del ciclo evolutivo de Taenia solium.
A.
B.
C.
D.
E.
F.
G.
H.
I.
J.
J´
K.
L.
M.
N.
O.
P.
P’.
Cestodo adulto en intestino delgado.
Proglótido grávido en heces.
Huevo.
Liberación de oncósfera.
Oncósfera en vía linfática.
Oncósfera en vía porta.
Oncósfera en corazón.
Oncósfera en pulmón vía corazón derecho.
Oncósfera en circulación general.
Cysticercus cellulosae en tejidos.
Cysticercus cellulosae viable en carne.
Infestación por vía oral.
C. Cellulosae en estómago.
C. Cellulosae evagina en intestino y desarrolla el estado adulto.
Ingestión de huevos de Taenia solium.
Liberación de oncósfera y migración similar en E. A J.
Cisticerco muscular.
Cisticerco cerebral.
144
III. Contesta las siguientes preguntas.
1. Comenta tres formas de desarrollo en los embriones de los mamíferos y explica la
supremacía de los mamíferos placentarios en la actualidad dentro de la clase
mammalia.
2. Comenta el hecho de que el huevo amnioto sea la clave del desarrollo de los
vertebrados terrestres.
3. El paludismo es una enfermedad transmitida por determinado mosquito. ¿Cuál podrá
ser un plan de ataque basado en el ciclo biológico de este insecto?
145
ACTIVIDAD EXPERIMENTAL No.2
REPRODUCCIÓN EN ANIMALES
Objetivos
1. Con esta práctica reconocerás la excisión en lombriz de tierra como un proceso de
reproducción asexual.
2. Observarás e identificarás las células especializadas en la reproducción sexual,
óvulos y espermatozoides en ratas.
3. Identificarás y localizarás los órganos que forman el aparato reproductor humano.
4. Compararás las diferencias morfológicas entre el macho y la hembra (dimorfismo
sexual) en Drosophyla melanogaster.
5. Reconocerás las etapas del ciclo de vida en insectos con metamorfosis completa
(Drosophyla melanogaster).
Elementos antecedentes
Con base en la información presentada en este capítulo explica los siguientes términos,
que te permitirán tener una mejor comprensión de la práctica.
a) Reproducción asexual.
___________________________________________________________________________
b) Excisión, regeneración.
___________________________________________________________________________
c) Reproducción sexual.
___________________________________________________________________________
d) Organismos hermafroditas y unisexuales.
___________________________________________________________________________
e) Características morfológicas del óvulo y el espermatozoide.
___________________________________________________________________________
f)
Función de las gónadas (ovarios y testículos).
___________________________________________________________________________
g) Desarrollo embrionario.
___________________________________________________________________________
h) Metamorfosis.
___________________________________________________________________________
146
Problema e hipótesis
1. ¿Qué sucederá si cortamos una lombriz de tierra en varios fragmentos?
___________________________________________________________________________
2. Los animales con reproducción sexual tienen órganos y células especializadas.
¿Presentarán las ratas estas estructuras?
___________________________________________________________________________
3. Te has percatado de que algunos frutos descompuestos presentan larvas. ¿Tiene
esto alguna relación con el ciclo de vida de los insectos?
___________________________________________________________________________
Material, equipo y sustancias
Material biológico
1 Microscopio de disección
6-8 Moscas de fruta*
1 Microscopio compuesto
7
Lombrices de Tierra*
1 Pinza de disección
2
Organismos con reproducción sexual macho y
1 Charola de disección
Hembra (ratas de laboratorio). En vez de ratas
1 Aguja de disección
También puede utilizar otros animales que se
3 Portaobjetos
consiguen fácilmente en el mercado como almejas,
3 Cubreobjetos
peces, etc.
1 Caja de Petri
40 ml Cloroformo
*
1 Navaja de rasurar
5 Alfileres* (opcionales)
3 Frascos de 250 ml*
2 Frascos de 500 ml*
2 Frascos de 1000 ml con tapa*
1 Trozo de media o hule espuma*
1 Plátano*
1 Hoja de lechuga*
100 g de Algodón*
1 Cono de papel (lo puedes hacer con una hoja)*
3 Ligas*
1 m Plástico negro, cartoncillo o papel aluminio*
1 Gasa*
*
Material que el estudiante debe conseguir
147
I.
EXCISIÓN Y REGENERACIÓN EN LA LOMBRIZ DE TIERRA
Procedimiento
1. Lava seis lombrices de tierra con agua libre de cloro, sécalas con una toalla de papel
y anestésialas con un algodón de cloroformo.
2. Corta dos lombrices en tres fragmentos cada una, colócalas en un frasco de 250 ml
(Núm. 1) que contenga 1 cm. de tierra de maceta y humus, aproximadamente.
3. Corta dos lombrices igual que en el caso anterior, deposítalas en un frasco de 250 ml
(Núm. 2) que contenga 1 cm. de tierra de maceta húmeda y migajas de pan.
4. Las dos lombrices restantes ponlas en el último frasco (Núm. 3) con tierra de maceta
húmeda.
5. Tapa los tres frascos con plástico negro, cartoncillo o papel aluminio, fijándolo con
las ligas; haz perforaciones pequeñas y colócalos en las mismas condiciones
ambientales. Mantenlas así por el tiempo que te indique el responsable de
laboratorio, y haz revisiones periódicas.
6. Toma una lombriz y obsérvala al microscopio de disección y localiza en ella el clítelo
(segmento 31 al 37) (figura 94).
Figura 94.
148
Resultados
Testigo
Experimentales
Frasco 1
Frasco 2
Frasco 3
Condiciones
Núm. de lombrices o
fragmentos al inicio
Núm. de lombrices al
final
Discusión
1. ¿Mediante qué proceso se logró la formación de nuevos individuos?
___________________________________________________________________________
2. ¿Qué medio fue más favorable para el desarrollo de las lombrices?
___________________________________________________________________________
3. ¿Qué tipo de reproducción presenta este animal?
___________________________________________________________________________
4. ¿Qué sucedió con los especimenes del frasco testigo?
___________________________________________________________________________
149
II. OBSERVACIÓN DE GAMETOS EN RATAS
Procedimiento
Puedes utilizar otro organismo con reproducción sexual como peces o aves.
1. Coloca las ratas en un frasco de 1000 ml con un trozo de algodón humedecido con
cloroformo, tápalo hasta que las ratas queden anestesiadas.
2. Coloca las ratas en la charola de disección como se muestra en la figura 95 y
procede a abrir la parte ventral de los animales.
3. Localiza los órganos que intervienen en la reproducción en ambos sexos.
Figura 95. Aparato Urogenital del ratón.
4. Separa los ovarios y testículos, toma una muestra de ellos y elabora una preparación
temporal; observa al microscopio compuesto con el objeto 10x y 40x
150
Resultados
Gametos
Órgano en el que se
localizan
Características
Proceso de
reproducción
Óvulo
Espermatozoide
Discusión
1. Explica a qué obedecen las diferencias entre el óvulo y el espermatozoide:
___________________________________________________________________________
2. ¿Qué tipo de fecundación presentan?
___________________________________________________________________________
3. ¿ Qué tipo de desarrollo embrionario te indica la presencia de útero
___________________________________________________________________________
III. DESARROLLO EMBRIONARIO EN INSECTOS
Procedimiento
1. En uno de los frascos de 500 ml coloca en el fondo papilla de plátano y cúbrela con
gasa.
2. Coloca en el frasco un cono de papel que no llegue hasta el fondo y deja que
penetren algunas moscas (aproximadamente 10), retira el cono y tapa el frasco con
un trozo de tela que permita el paso del aire, pero que impida la salida de las
moscas, asegúrala con una liga como se muestra en la figura 96.
151
Figura 96.
3. Observa diariamente el frasco y anota la fecha en que aparecen las primeras larvas;
el primer día en que observaste las pupas y el día en que surge el primer adulto.
4. Una vez que aparecen las larvas, separa a las moscas adultas en otro frasco con las
mismas condiciones que el anterior y márcalo con las palabras “progenitores”
5. Anestesia las moscas, introduciendo un trozo de algodón con cloroformo. Coloca
algunas de ellas en una caja de Petri y observa al microscopio de disección las
diferencias entre el macho y la hembra de acuerdo con la figura 97.Te puedes
auxiliar con la aguja de disección.
Figura 97.
152
Resultados
Huevo
Larva
Pupa
Adulto
Fecha en que
se observó
Características
Discusión
¿Qué características distintivas presenta la hembra?
_______________________________________________________________________________
¿Cuáles son las características que diferencian al macho?
_______________________________________________________________________________
¿Qué relación existe entre las larvas observadas en la fruta descompuesta y la mosca?
_______________________________________________________________________________
Conclusiones
Con base en el problema planteado y las actividades elabora tus conclusiones:
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
153
EXPLICACIÓN INTEGRADORA
A continuación te presentamos los aspectos más relevantes del tema que acabas de
estudiar.
Ciclo diplonte
Se caracteriza por realizar la meiosis al final del ciclo biológico.
Todas las células del individuo excepto los gametos son diploides, es decir para cada
carácter hay una doble información genética.
Se incrementa la estabilidad genética de los individuos.
En los metazoarios predomina el ciclo diplonte, aunque existen organismos como obelia
que aún presentan alternancia de generaciones.
154
RECAPITULACIÓN
A continuación te presentamos los conceptos más relevantes que estudiaste en este
segundo capítulo.
Reproducción
asexual
Tipos de Reproducción
Germación
Excisión y regeneración
Partenogénesis
Tipos de organismos
Unisexuales
Hermafroditas
Proceso de la
Reproducción sexual
1. Gametogénesis
2. Fecundación
3. Desarrollo embrionario
Gametogéneis
Espermatogénesis
Ovogénesis
Morfología de los gametos
Fecundación
Reproducción
Sexual
Aparatos
Reproductores
Procesos de fecundación
Tipos de fecundación
Externa
Interna
Femenino
Esquemas generales
Estructura y función del aparato
reproductor humano
Masculino
Esquemas generales
Estructura y función del aparato
reproductor humano
Ciclos reproductores
Regulación
Ciclo menstrual
Desarrollo embrionario
Fases del Desarrollo
embrionario
Segmentación
Gastrulación
Diferenciación u organogénesis
Membranas
extraembrionarias
Corión
Saco vitelino
Amnios
Alantoides
Indirecto o externo
Tipos de Desarrollo
Metamorfosis
Directo o interno
Parto
Dilatación
Expulsión
Alumbramiento
Ciclo biológico
Diploide
155
Parcial
Total
ACTIVIDADES INTEGRALES
Para que puedas verificar los conocimientos que adquiriste con el estudio de este
capítulo, contesta lo que a continuación se te solicita.
I.
Relaciona cada enunciado con la respuesta correcta:
Son las características de cada uno de los tipos de reproducción asexual de
animales.
1. ( ) Reproducción asexual en la cual el organismo divide
su cuerpo en dos o más partes, cada una de las cuales
genera el resto faltante.
a) Gemación
2. ( ) Es el tipo de reproducción asexual en la cual el
organismo forma una gema o brote que cuando se separa
forma un organismo independiente y cuando no se separa
forma parte de una colonia.
b) Partenogénesis
3. ( ) El nuevo organismo se forma a partir de un óvulo sin
fecundar, originando un nuevo organismo.
c) Regeneración
II. Selecciona la opción que conteste correctamente cada enunciado:
4. En este tipo de reproducción la variación es sólo por mutación y no se requiere la
unión de gametos: ( )
a) Endogamia.
b) Asexual.
c) Sexual.
d) Partenogénesis.
5. En este tipo de reproducción se lleva a cabo la combinación de información
genética razón por la cual se incrementa la variación genética en la especie: ( )
a) Sexual.
b) Fragmentación.
c) Asexual.
d) Esporulación.
156
6. En el proceso de gametogénesis las células diploides, precursoras de los
gametos femeninos y masculinos respectivamente son: ( )
a) Las ovocélulas y la espermatogoniales.
b) Las histológicas del tejido reproductor.
c) Los ovocitos y espermatocitos.
d) Las oogonias y espermatogonias.
7. Es una estructura característica del espermatozoide: (
)
a) Espacio previtelino.
b) Filamento axial.
c) Gránulos corticales.
d) Zona pelúcida.
8. Es el proceso mediante el cual se une el núcleo del óvulo con el del
espermatozoide: ( )
a) Fecundación.
b) Embriogénesis.
c) Gametogénesis.
d) Ovogénesis.
9. Es el tipo de fecundación más extendido en los animales que habitan el medio
acuático: ( )
a) Interna.
b) Mixta.
c) Externa.
d) Directa.
10. Es el tipo de fecundación que presentan los reptiles y las aves: (
)
a) Externa.
b) Interna.
c) Cruzada.
d) Alternante.
11. En la fecundación es el evento donde hay un aumento del metabolismo
producido por el contacto con los espermatozoides: ( )
a) Encuentro del óvulo y el espermatozoide.
b) Fusión del óvulo con el espermatozoide.
c) Acercamiento entre óvulo y espermatozoide.
d) Activación del óvulo.
12. Esta estructura corresponde al aparato reproductor de la mujer: (
a) Trompa de falopio.
b) Próstata.
c) Uretra.
d) Epidídimo.
157
)
13. En esta fase la mujer es más probable que se embarace si tiene relación sexual:
( )
a) Lutea.
b) Ovulación.
c) Folicular.
d) Menstruación.
14. Son hormonas que influencian el ciclo del endometrio uterino: (
)
a) Folículo estimulante y luteinizante.
b) Estrógeno y progesterona.
c) Tiroxina y citocinina.
d) Giberelina y auxina.
15. Es la etapa del desarrollo embrionario en los animales durante la cual se forman
el endodermo y el ectodermo: ( )
a) Gastrulación.
b) Segmentación.
c) Organogénesis.
d) Gametogénesis.
16. Es el órgano de intercambio a través del cual el embrión recibe nutrientes y
oxígeno de la madre: ( )
a) Saco vitelino.
b) Placenta.
c) Útero.
d) Trompas de falopio.
17. Este organismo presenta alternancia de generaciones durante su ciclo de vida:
( )
a) Mamífero.
b) Ave.
c) Reptil.
d) Obelia.
18. El proceso evolutivo de los metazoarios tendió a favorecer la reproducción: (
a) Hermafrodita.
b) Sexual.
c) Asexual.
d) Partenogénesis.
158
)
AUTOEVALUACIÓN
Compara tus respuestas, si tuviste algún error, te recomendamos revisar nuevamente los
temas de este capítulo.
1.
(c)
2.
(a)
3.
(b)
4.
(b)
5.
(a)
6.
(d)
7.
(b)
8.
(a)
9.
(c)
10. ( b )
11. ( d )
12. ( a )
13. ( b )
14. ( b )
15. ( a )
16. ( b )
17. ( d )
18. ( b )
159
RECAPITULACIÓN GENERAL
En este apartado encontrarás una breve síntesis de la secuencia con la que fuiste
abordando los contenidos del fascículo durante tu proceso de aprendizaje, de la relación
que guardan entre sí los contenidos y de la forma en cómo se llegan a integrar.
ASEXUAL
REPRODUCCIÓN
REPRODUCCIÓN Y CICLOS DE VIDA
EN HONGOS, PLANTAS Y ANIMALES
SEXUAL
REPRODUCCIÓN
ANIMALES
HONGOS
CICLOS DE VIDA
PLANTAS
ANIMALES
EXTERNA
FECUNDACIÓN
INTERNA
160
HONGOS
ESPORULACIÓN
PLANTAS
REPRODUCCIÓN
VEGETATIVA
HONGOS
GAMETANGIOGAMIA
PLANTAS
FUSIÓN DE GAMETOS
ASEXUAL
INVERTEBRADOS
SEXUAL
VERTEBRADOS
HAPLÓNTICO
DIPLÓNTICO
DIPLOHAPLÓNTICO
DIPLÓNTICO
DIPLOHAPLÓNTICO
INVERTEBRADOS
VERTEBRADOS
VERTEBRADOS
ACTIVIDADES DE CONSOLIDACIÓN
I.
Contesta los siguientes apartados de la reproducción asexual en los organismos
pluricelulares en hongos, plantas y animales.
1. Reproducción a partir de células individuales:
a) Por multiplicación de células especializadas (esporulación)
b) Por desarrollo de óvulos no fecundados (partenogénesis).
2. Reproducción a partir de un grupo de células:
c) Separación en dos partes, más o menos iguales (división).
3. Separación de una parte del progenitor:
d) Separación de una parte indiferenciada (regeneración).
4. Separación de una parte diferenciada previamente:
e) Diferenciación como prolongación del progenitor (estolonación).
f)
Diferenciación sobre el cuerpo del progenitor (gemación).
II. Contesta los siguientes apartados de la reproducción sexual en los organismos
pluricelulares en hongos, plantas y animales.
1. Producción de individuos cuya dotación genética es combinación de dos gametos
distintos:
a) Fusión de gametangios (gametangiogamía).
b) Ambos gametos son del mismo individuo.
161
2. Fusión de gametos (sólo el gameto masculino es difundido por el medio externo).
c) El gameto masculino es flagelado:
3. El gameto masculino no es flagelado y es difundido dentro de un grano de polen.
d) La difusión del polen es realizada por animales (difusión zoófilia):
e) La difusión es realizada por el aire (difusión anemofilia):
4. Gametos de individuos diferentes.
f)
El óvulo es fecundado en el exterior de la madre (fecundación externa):
5. Gametos de individuos diferentes (el óvulo es fecundado en el exterior, fecundación
externa).
g) El macho vive en el interior del ovario de la hembra:
h) El macho introduce los espermatozoides en el interior de la hembra:
162
AUTOEVALUACIÓN
Como una forma de verificar los conocimientos que has adquirido, te proporcionamos las
respuestas de las actividades de consolidación, esto te servirá para identificar los
aciertos y errores que hayas tenido, si aún tienes dudas repasa los temas del fascículo.
I.
a) Hongos
b) Artrópodos (crustáceos)
c) Celenterados (anémona)
d) Equinodermos
e) Celenterados (corales)
f)
Esponjas
II.
a)
Hongos
b)
Platelmintos (tenia)
c)
Helechos
d)
Angiosperma
e)
Gimnosperma
f)
Peces
g)
Rotíferos
h)
Mamíferos
163
ACTIVIDADES DE GENERALIZACIÓN
I.
Lee cuidadosamente los siguientes textos y realiza las actividades correspondientes:
1. Actualmente existen, entre otras, dos empresas dedicadas al cultivo de algunas
especies de hongos comestibles, los cuales se venden en el mercado. Te sugerimos
que realices una visita a plantas de este tipo y pidas informes respecto de la
metodología para su cultivo. Investiga cuál es el origen de las diferentes especies de
hongos que se expenden en mercados y supermercados. Con la información
recabada elabora un reporte al respecto.
2. Varias especies de plantas cultivadas, el ser humano las propaga casi
exclusivamente (o totalmente) por métodos de reproducción vegetativa (asexual), por
medio de estacas de raíz, de tallo, u otros medios del mismo tipo. Realiza una visita
a algún lugar en que se cultiven las plantas de esta manera, para fines de ornato,
reforestación o alimentación y pide informes sobre los métodos por los que se
obtienen tales plantas, si estas producen semillas, si tales semillas son variables, etc.
Te sugerimos visitar algún vivero y campo de cultivo. Elabora un reporte con la
información obtenida y discútelo con tus compañeros y el asesor.
I.
Con base a lo que has estudiado en este fascículo, analiza el siguiente texto y
contesta lo que se te solicita.
Conservación de la tortuga negra en Michoacán
México llegó a contar con el contingente más abundante y diverso de tortugas marinas
en el mundo. En los años sesentas todavía podían encontrarse millones de estos
reptiles en las costas mexicanas del Atlántico y del Pacífico. En México, existen siete
especies de tortugas marinas: entre ellas se hallan las mayores agrupaciones
reproductoras de negra, golfita y laúd. Pero el aumento de la captura, por el auge en el
comercio internacional de productos de tortuga marina, ha provocado que las
poblaciones de estas especies en México se encuentren en peligro de desaparecer.
El estado de Michoacán es un área importante para el anidamiento y la reproducción de
la tortuga negra (Chelonia agassizi), laud (Dermochelys coriacea) y golfita (Lepidochelys
olivacea).
También se encuentran pequeñas poblaciones de tortuga carey
(Eretmochelys imbricata) en la costa michoacana.
La tortuga negra ha sido explotada intensamente para obtener carne y huevo. Otra
causa importante de mortalidad de las tortugas es su captura accidental en los lances de
arrastre para la pesca de camarón. Hasta hace 20 años, aproximadamente, más de
10 000 hembras de tortuga negra anidaban durante la temporada reproductora en
Michoacán. En la actualidad, se estima una población de sólo 5 000 a 9 000 hembras en
todo el Pacífico oriental. Los únicos centros importantes de anidación de esta especie
en el mundo son las playas de Colola y Maruata en dicho estado.
164
Desde 1982, la escuela de Biología de la Universidad Michoacana, en coordinación con
las secretarías de Pesca, Desarrollo Urbano y Ecología y de Marina, y con el apoyo del
gobierno estatal, el Fondo Mundial para la Vida Silvestre y del Servicio de Pesca y Vida
Silvestre de los Estados Unidos, llevan a cabo un programa de estudio y conservación
de las tortugas marinas en la costa de esa entidad. Con la colaboración de las
comunidades de Colola y Maruata se ha logrado eliminar casi por completo el saqueo de
los nidos en las principales playas en que ocurre. Estos se transplantan a viveros
protegidos donde hasta ahora se han producido más de un millón y medio de crías de
tortuga marina. Durante este periodo, también se ha obtenido información importante
sobre la historia natural de la tortuga negra. El conocimiento de su biología resulta
fundamental para desarrollar estrategias para su conservación y manejo nacional.
Dos medidas legislativas han fortalecido los esfuerzos para la conservación de esta
especie: a partir de 1983 quedó prohibida la captura de tortuga negra y, en 1986, las
principales playas de anidamiento en Michoacán fueron declaradas reserva natural para
la conservación de las tortugas marinas. (Revista Ciencia y Desarrollo No. 4,
noviembre-diciembre).
Contesta lo siguiente:
1. ¿En qué consiste el programa de estudio y conservación de esta especie y cuál es
su relación con la economía de la región?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
2. ¿Cómo ha ayudado a la conservación de esta especie el conocimiento de su
reproducción?
___________________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
III. Lee cuidadosamente
correspondientes.
los
siguientes
textos
y
contesta
las
preguntas
TEXTO 1
Nuevas formas de nacer
Si hiciéramos una selección de los animales que mejor se reproducen, lo seres humanos
seríamos con toda certeza los últimos de la fila. Nada tendríamos que hacer frente a un
ratón de laboratorio de diez acoplamientos tiene nueve efectivos o un cerdo que de diez
intentos en siete acaba preñando a su compañera.
De 100 parejas que desean tener un hijo, de 10 a 15 de ellas no lo consiguen en el
tiempo en el que lo logran las normales; y el 5 por ciento por mucho que lo intenten
jamás lo tendrán. Las primeras son infértiles; las segundas, estériles. Según afirman los
expertos los casos de infertilidad y esterilidad en ambos sexos se han disparado en las
últimas décadas debido en gran parte a la edad en que las parejas empiezan a
plantearse tener hijos –que suele ser bastante tarde-, a enfermedades de transmisión
sexual, cirugía en el aparato reproductor, uso de anticonceptivos –como la pildora165
vasectomías y ligaduras de trompas, consumo de alcohol, tabaco, drogas y
determinados medicamentos.
Con el propósito de intentar paliar esta ineptitud procreadora, la medicina se ha
ingeniado para fabricar bebé suplantando hasta donde se es posible a la Naturaleza. Así
*
han surgido técnicas como la inseminación artificial , tal vez la más sencilla.
Ésta consiste en verter el semen fresco del compañero o de un donante –que ha sido
obtenido previamente por automasturbación- en la vagina o el útero de la mujer
receptora. De esta forma, muchas parejas, en principio incapacitadas para tener niños,
han hecho su sueño realidad. Sin embargo, la verdadera evolución de la medicina de la
reproducción asistida coincide con el perfeccionamiento de las técnicas de fecundación
in vitro (FIVTE) que permiten, en la intimidad de un recipiente de vidrio bañado por un
océano de color púrpura, el encuentro de los gametos o células sexuales: el óvulo y el
espermatozoide.
En los 13 años que han transcurrido desde que el obstetra británico Patric, Steptoe y el
biólogo Robert Eduards trajeran al mundo a Louise Brown, la pirmera bebé de probeta,
más de 30 000 niños en todo el mundo han seguido su suerte. Estos, de no haber sido
concebidos artificialmente, jamás habrían visto la luz. Las técnicas de procreación han
avanzado de forma que hoy puede hablarse de una FIV antigua en que el óvulo maduro
de una mujer, una vez extraído y fertilizado con el esperma de su compañero, es
cuidadosamente colocado en su útero y otra moderna, mucho más sofisticada y
aparatosa. (Revista Muy Interesante No. 3 p. 5, 1992).
Contesta lo siguiente:
a) ¿En qué consiste la fecundación in vitro?
___________________________________________________________________________
b) ¿Quiénes recurren al FIV y por qué?
___________________________________________________________________________
c) ¿Qué importancia tienen estos avances científicos para el hombre?
___________________________________________________________________________
c) ¿Cómo han intervenido la Química y la Ingeniería Biomédica en el desarrollo de este
tipo de técnicas?
___________________________________________________________________________
e) ¿Qué relación tienen la Sociología y la Ética en la aceptación actual de estos
hechos?
___________________________________________________________________________
*
Formas de inseminación: Se entiende por inseminación a la forma de encuentros de los gametos para la fecundación. Los
animales hermafroditas poseedores de los dos tipos de gónadas presentan intercambios de gametos (entre dos organismos
de la misma especie) previo a la reproducción, proceso que se conoce como inseminación cruzada. Este intercambio de
gametos asegura la variabilidad genética de los nuevos individuos; sólo en casos excepcionales como la solitaria (parásito
único) ocurre la autofecundación, que consiste en la unión de óvulos y espermatozoides procedentes del mismo organismo, lo
que reduce la variabilidad genética de la especie.
166
TEXTO 2
Causas de esterilidad
MASCULINA
Algunos expertos afirman que la calidad del semen humano ha bajado de la misma
manera que ha ascendido los casos de esterilidad. Antes los biólogos consideraban que
un semen era normal si contenía más de 60 millones de espermatozoides por centímetro
cúbico. Ahora se conforman con 20 millones. Se supone que el 30 por ciento de los
casos de esterilidad en la pareja se debe a la parte masculina. Entre las principales
causas destacan:
Impotencia coeundi. Por alguna alteración funcional, psíquica y hormonal el varón es
incapaz de realizar el coito.
Oligospermia. Eyaculación insuficiente de espermatozoides (menos de 20 millones por
centímetro cúbico). En los casos en que el individuo no es capaz de producir gametos se
habla de azoospermia.
Astenospermia. Presencia mayoritaria de espermatozoides poco móviles –más de 60 por
ciento – en el líquido seminal.
Taratospermia. En ocasiones, los espermas son portadores de importantes anomalías
que les impiden romper la cubierta del óvulo. También puede ocurrir que se eyacule
esperma inmaduro y muerto. En los sémenes de baja calidad, más de un 40 por ciento
del esperma aparece defectuoso.
Anomalías testiculares. Los testículos atrofiados o con graves malformaciones pueden
ser el origen de una esterilidad. Es el caso del descenso incompleto de los testículos al
escroto durante la infancia, lo que es posible corregir mediante una sencilla operación. A
veces el problema surge en los canales seminíferos, que pueden estar alterados por
causas congénitas o por secuelas de infecciones. Los tumores testiculares, en especial
los malignos, alteran la fertilidad de la persona.
Emasculación. Eliminación quirúrgica del pene y de los testículos.
FEMENINA
En nuestro país, alrededor de 10 millones de mujeres, entre los 14 y 35 años, están en
edad fértil. Sin embargo, muchas de ellas tendrán dificultades o no podrán, en el peor de
los casos, concebir hijos. Entre los principales motivos de esterilidad y baja fertilidad
femenina destacan:
Trastornos hormonales. La ovulación puede verse alterada por desajustes hormonales
en los ovarios y en la hipófisis, glándula del tamaño de un garbanzo alojada en la base
del cerebro, que secreta entre otras las hormonas foliculoestimulantes (FSH),
luteinizantes (LSH) y prolactinas.
167
Infecciones. Gonorrea, sífilis, tuberculosis, peritonitis, apendicitis y un buen número de
otras enfermedades infecciosas pueden lesionar y, algunas veces, obstruir las trompas
de Falopio.
Endometriosis. Trastorno que se caracteriza por el asentamiento de las mucosas
uterinas, fuera del útero, generalmente en la actividad pelviana y abdominal.
Anticuerpos. Aunque esta causa de esterilidad puede atribuirse a los dos miembros de la
pareja, a veces el sistema inmunológico de la mujer fabrica anticuerpos que rechazan las
células germinales de su compañero. No se produce fecundación. Si los anticuerpos son
producidos por el hombre, se eliminan mediante lavado.
Defectos en las trompas. Si la conexión entre el útero y el ovario está interrumpida, el
espermatozoide jamás alcanza al óvulo. Esto ocurre cuando las trompas están
taponadas y atrofiadas o no existen.
Tumores. Fibromas y otros tumores, en muchos casos malignos, llegan a lesionar
gravemente el aparato reproductor femenino. (Revista Muy Interesante núm. 3, p. 5,
1992).
Trastornos n gametos. Pueden existir malformaciones o defectos fisiológicos que
impidan que se lleva a cabo la fecundación.
Contesta lo siguiente:
a) ¿Cuáles son los órganos que presentan anomalías y son causas de esterilidad
femenina y masculina?
___________________________________________________________________________
b) ¿Cuáles son los trastornos en los gametos que provocan esterilidad?
___________________________________________________________________________
d) ¿Qué otras causas provocan esterilidad en el humano?
___________________________________________________________________________
e) Investiga una causa psicológica de la esterilidad masculina y femenina. ¿Qué
relación tiene esto con otras áreas del conocimiento?
___________________________________________________________________________
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