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¿Cómo se acomodan los organismos en el árbol evolutivo?
Hasta hace pocos decenios, solía dividirse al mundo natural en tres reinos: Animal, Vegetal,
Mineral. Se ignoraba que el microcosmo, el mundo de los seres unicelulares, ha sido el autor de
los cambios más importantes ocurridos en la historia del planeta y es el encargado de preservar
las condiciones que han posibilitado la vida de las formas superiores. Estudios mas actuales han
hecho justicia a este papel protagonista y ha dividido los seres vivos en cinco reinos: Moneras,
Protistas, Hongos, Plantas y Animales.
Los Moneras, que comprenden las bacterias y las algas verde-azuladas o cianobacterias, son
organismos uni y pluricelulares procariotas -sin membrana nuclear- que ocupan todos los
habitats del planeta y desempeñan papeles clave en la biosfera.
Lynn Margullis, bióloga norteamericana expuso: “muchos antes que nosotros hubiéramos
evolucionado, las bacterias inventaron la fermentación, (…), la fotosíntesis trasformadora del
azufre, la fijación del nitrógeno. No solo son seres sociales, sino que practican una especien de
democracia universal descentralizada”. A pesar de su primitivismo, lo que intenta establecer
Lynn es que sin ellas no seria posible la vida.
Los Protistas, que comprenden los protozoos y las algas, surgieron hace 1400 millones de años
de la asociación simbiótica de diversas bacterias primitivas y son el origen de los tres reinos
restantes.
Los Hongos fueron considerados durante mucho tiempo como plantas sin clorofila, pero ahora
forman un reino aparte.
Las Plantas son seres pluricelulares que realizan la fotosíntesis, y la estabilidad de la atmósfera
depende de la conservación de las masas vegetales que cubren los continentes.
El reino de los Animales, por ultimo, es el que presenta las formas más diversas y evolucionadas.
Este marco de los 5 reinos, propuesto por Whittaker en 1969, es el más acertado ya que permite
organizar la diversidad biológica según el tipo celular (procariota - eucariota), según la
organización corporal (unicelulares - pluricelulares), según la forma de nutrición (autótrofa –
saprófoba - heterótrofo), según su forma de vida (móviles - fijos).
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1. Reino Moneras | este reino engloba a los que posiblemente fueron los primeros organismos
vivos sobre el planeta; incluye a las bacterias y a las algas verdes azuladas o cianobacterias.
Las cianobacterias fue el grupo responsable de la oxigenación de la atmósfera debido al oxigeno
liberado en su fotosíntesis. Son procariotas y pueden ser uni o pluri celulares. Las bacterias,
también procariotas, es un grupo ampliamente distribuido en el planeta, viviendo desde los
hielos antárticos hasta las fuentes termales; tanto con presencia o ausencia de luz, con o sin
oxígeno. Junto con los hongos son consideradas como descomponedoras. Algunas son
perjudiciales como por ejemplo las que causan enfermedades, y otras son beneficiosas, como las
que se utilizan en las industrias para fabricar yogures y quesos o aquellas que se encuentran en
las raíces de las plantas para ayudarles a captar el nitrógeno.
2. Reino Protistas | este grupo esta definido por exclusión, es decir no son animales, plantas,
hongos ni bacterias. Este reino también denominado reino Protoctistas, el cual incluye los
organismos eucariotas unicelulares, como la mayoría de las algas (llamadas protofitas) y los
protozoos, y sus descendientes más inmediatos, como son las algas pluricelulares, que se
incluyen en este grupo por su estructura simple y las claras relaciones con las formas
unicelulares.
El reino Protistas fue propuesto por primera vez por el biólogo alemán Ernst Haeckel, debido a
la dificultad que entrañaba la separación de los organismos unicelulares animales de los
vegetales.
Los límites del reino Protistas no están establecidos de forma definitiva. Los grupos de protistas
se diferencian entre sí en la forma de alimentarse. Algunos se parecen a las plantas porque son
capaces de realizar la fotosíntesis; otros ingieren el alimento, como los animales, y otros
absorben nutrientes, como los hongos. Esta diversidad tan amplia hace difícil la descripción de
un protista típico.
Ejemplificando tenemos: protozoos, como el Trypanosoma cruzi, causante del Mal de Chagas,
las amebas, los paramecios, etc. Algas unicelulares, como las diatomeas y algunas algas verdes,
y algas pluricelulares como otras algas verdes, las pardas y las rojas.
3. Reino Fungi u Hongos | incluye organismos unicelulares y pluricelulares que carecen de
clorofila; son fijos y se alimentan absorbiendo la materia orgánica previamente digerida en el
sustrato. Esto es en gran medida lo que los diferencia de las plantas. Además los hongos reservan
glucógeno como los animales y no almidón como las plantas. Pueden ser acuáticos o terrestres,
de vida libre o simbiótica; en este último caso se asocian con algas para formar los líquenes.
Hay una gran diversidad, por ejemplo hongos unicelulares, son las levaduras, hongos
filamentosos son el Penicillum sp. y el moho blanco y negro del pan y otros alimentos. Los
clásicos hongos de sombrero, como el champignon, las gírgolas, etc.
Una función ecológica muy importante, es que intervienen en la descomposición de toda la
materia, cooperando con las bacterias, y de esta forma cierran los ciclos de la naturaleza.
4. Reino Plantas | son los organismos eucariotas donde domina netamente la pluricelularidad;
son autótrofos, es decir, fabrican su alimento y viven fijas a un sustrato. En ellas aparece la
reproducción donde se evidencia un embrión, pero que es diferente al de los animales. Hay
formas que son terrestres, acuáticas, y se adaptan a distintas condiciones. En este reino se
agrupan los musgos y helechos (plantas sin flores), y las plantas con flores (pinos, eucaliptos, y
demás árboles; arbustos como la rosa, malvón, y herbáceas como la soja o la remolacha).
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5. Reino Animal | es el grupo mas evolucionado; son seres pluricelulares y heterótrofos
(obtienen el alimento del medio), y generalmente son móviles para la búsqueda del alimento,
pareja, y abrigo. La organización pluricelular es muy compleja, desarrollando niveles de tejidos
y órganos evolucionados. Una división clásica es distinguirlos por la ausencia o presencia de
columna vertebral; así tenemos los invertebrados (esponjas, caracoles, arañas, escorpiones,
insectos, entre otros), y los vertebrados (peses, anfibios, reptiles, aves y mamíferos).
¿Cuales son las características comunes que guardan los organismos en relación a la
definición de ser vivo y como interaccionan entre si?
En general, una simple observación permite reconocer si algo tiene vida o no, sin embargo
definir en concepto de vida no es sencillo. Independientemente de su diversidad todos los
organismos, desde lo más simples hasta los más complejos comparten las siguientes
características:
 Organización o estructura.
 Homeostasis.
 Reproducción.
 Crecimiento y desarrollo.
 Intercambio de materia y energía con el medio.
 Metabolismo.
 Irritabilidad.
 Adaptación.
1 | Organización o estructura
La primera característica común en todos los seres vivos es la célula. La misma constituye el
primer nivel de organización de un ser vivo, por eso es común a todos. No es así con niveles
superiores, como tejidos u órganos, debido a que los organismos unicelulares obviamente están
formados por una sola célula y no por una agrupación.
La célula es la unidad estructural funcional y de origen de los seres vivos. Es estructural porque
es la mínima unidad de constitución, es funcional porque realiza las funciones vitales de
nutrición, relación y reproducción de forma autónoma y es de origen, debido a que toda célula se
origina a partir de otra preexistente permitiendo la continuidad de la vida.
La palabra célula fue usada por primera vez en sentido biológico hace aproximadamente 300
años. En el siglo XVII el científico inglés Robert Hooke, usando un microscopio fabricado por él
mismo, noto que el corcho y otros tejidos vegetales estaban constituidos por pequeñas cavidades
separadas por paredes, a quienes llamó “células”, palabra que proviene del latín cellulae que
significa celda, ya que observaba que esas cavidades se asemejaban a las celdas de un panal de
abeja. Sin embargo, la “célula” no adopto su acepción actual como la unidad básica de la materia
viva hasta unos 150 años después.
A raíz de esto, en el año 1838 el botánico alemán Matthias Schleiden y el fisiólogo alemán
Theodor Schwann formulan la teoría celular, la cual esboza que: “todos los seres vivos están
formados por células”.
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Teniendo en cuanta el punto de vista de organización, un ser vivo puede ser unicelular o
pluricelular. Es unicelular cuando esta formado por una sola célula, como por ejemplo una
bacteria, un protozoo, una diatomea, y es pluricelular cuado se compone por millones de células,
como las plantas, los animales, algunos hongos. Hay una categoría intermedia que es el concepto
de colonia, que son organismos formados por una agrupación de células pero cada una cumple
su función. Hay colonias de algas, hongos, de protozoos, de algunos invertebrados
microscópicos.
Según el grado de evolución que tenga la célula se la puede clasificar en procariota o eucariota.
Entre las células procariota y eucariota hay diferencias fundamentales en cuanto a tamaño y
organización interna. Las procariotas, que comprenden bacterias y cianobacterias (reino
Moneras), son células pequeñas, de entre 1 y 10 µm de diámetro, y de estructura sencilla;
carecen de organoides, como retículos, mitocondrias, etc. El material genético (ADN) está
concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana que separe esta región del resto de la
célula.
Las células eucariotas, que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos,
plantas, hongos y animales, son mucho mayores (entre 10 y 100 µm de longitud) y tienen el
material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico conspicuo llamado
núcleo. De hecho, el término eucariótico deriva del griego „núcleo verdadero‟, mientras que
procariótico significa „antes del núcleo‟.
Según su tamaño, las células se las puede clasificar en microscópicas o macroscópicas. Las
microscópicas solo son visibles al microscopio óptico y es el 99 % de los casos; las
macroscópicas son las particulares, ya que se pueden ver a simple vista, como por ejemplo los
pelos glandulares de los cítricos y el óvulo de las aves (yema del huevo).
Con respecto a la forma, la misma depende de dos factores: del ambiente que las rodea y/o la
función que desempeñan. Por ejemplo, las células musculares en los mamíferos son fusiformes,
es decir alargadas y con los extremos aguzados debido a que favorecen la función de contracción
y relajación (función) y además para evitar espacios libres alrededor (ambiente). Los glóbulos
blancos cuando están en circulación dentro de los vasos sanguíneos son esféricos debido a que el
ambiente (plasma) ejerce presión de igual modo sobre toda la superficie, pero en cumplimiento
de su función (defensa del organismo) se tornan irregulares, para captar los cuerpos extraños.
Organización celular
Todas las células están rodeadas por una membrana llamada membrana plasmática que las
delimita, las individualiza y permite el intercambio de sustancias con el medio. En el interior se
encuentra el citoplasma (medio interno celular) que permite el asentamiento de las diversas
estructuras. Algunas de las estructuras son: los retículos endoplasmáticos, que son sacos
aplanados que producen algunos proteínas y otros lípidos; ribosomas, corpúsculos que sintetizan
proteínas; las mitocondrias, centros de producción de energía; lisosomas, encargados de la
digestión de las sustancias, y complejo de Golgi, formado por bolsitas que reservan las
sustancias. El material genético (ADN) es el asiento de toda la información hereditaria.
Como particularidades, las células de las algas y de las plantas, poseen además por fuera de la
membrana la denominada pared celular, formada por celulosa; y en el citoplasma, como
organelas encontramos además cloroplastos, que son los cuerpos que alojan la clorofila y son los
encargados de llevar a cabo el proceso de fotosíntesis. Además hay dispersas gotas de aceite y
depositos de almidón.
En células animales, de hongos y de protozoos, hay depósitos de glucógeno y gotas de grasa y
no poseen cloroplastos; tampoco pared celular, salvo los hongos, pero no es de celulosa.
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2 | Homeostasis
Es el proceso por el cual un organismo mantiene las condiciones internas constantes necesarias
para la vida.
El término homeostasis deriva de la palabra griega homeo que significa „igual‟, y stasis que
significa „posición‟. En la actualidad, se aplica al conjunto de procesos que previenen
fluctuaciones en la fisiología de un organismo, e incluso se ha aplicado a la regulación de
variaciones en los diversos ecosistemas o del Universo como un todo.
Veamos algunos ejemplos para entender el concepto:
a) Termorregulación: consiste en la regulación de la temperatura considerando los estados de
frió y calor. Animales como mamíferos y aves son endotermos, es decir, que por la
degradación de glucosa y otras moléculas se libera una gran cantidad de energía que en parte
constituye la principal fuente de calor, la cual se mantiene constante a pesar de las
variaciones del medio. Cuando la temperatura corporal de los mamíferos asciende por
encima del valor normal (en los humanos, 37°C), se desencadena un proceso de termólisis
(“degradación de calor”), donde los vasos sanguíneos de la superficie de la piel se dilatan y
se incrementa la provisión de sangre, así se trasfiere el calor de la piel al aire que esta mas
frió que la superficie del cuerpo. La transpiración acompaña a este fenómeno a los fines de
refrescar, y ésta perdida de agua estimula la sed para reponerla. Cuando la temperatura
desciende, los vasos sanguíneos próximos a la piel se contraen limitando la perdida de calor,
y se induce a los mecanismos de termogénesis, es decir procesos metabólicos que
incrementan la producción de calor, por ejemplo la oxidación de las grasas acumuladas en el
cuerpo para obtener la energía.
b) Osmoregulación: es un proceso fisiológico que regula el equilibrio del agua y de las sales
disueltas. Los organismos unicelulares como los protozoos, en especial aquellos que viven en
agua dulce, obtienen continuamente agua de su medio por ósmosis (pasaje de sustancias a
través de la membrana plasmática). Esta agua se bombea hacia una vacuola contráctil que se
llena de líquido y que libera su contenido hacia el exterior de forma periódica. Por lo tanto,
debido a la ósmosis, la cantidad de agua que se transporta de forma activa fuera de la célula
es igual a la que penetra en ella, y no se producen variaciones en la tonicidad de la célula.
Este hecho constituye una forma muy simple de homeostasis. Sin la vacuola contráctil los
protozoos absorberían agua de forma continua hasta que sus contenidos citoplasmáticos se
diluyeran de tal forma que se detendría el metabolismo y el organismo explotaría.
3 | Reproducción
Los seres vivos son capaces de multiplicarse (reproducirse). Mediante la reproducción se
producen nuevos individuos semejantes a sus progenitores y se perpetúa la especie. Estos se dan
tanto a nivel celular (reproducción celular) como a nivel organismo.
A nivel de célula, se pueden dar distintos mecanismos de acuerdo al tipo de célula que se trate,
con finalidad de crecimiento del organismo, reparación de partes dañadas, y continuidad de la
vida.
Las células que forman parte del cuerpo (llamadas somáticas) se someten a un tipo de división
llamada mitosis, que implica la segregación equitativa del ADN, primero, y luego del citoplasma,
obteniendo dos células hijas semejantes entre si y parecidas a la madre.
Hay otro mecanismo que afecta a las células que forma parte de los órganos de la reproducción
(ovarios, testículos, sacos esporígenos, arquegonios, anteridios, etc.), éstas se someten a meiosis,
6
proceso por el cual recombinan los genes, se divide el material genético y se obtienen 4 células
pero solo con la mitad del ADN.
Las células resultantes de la meiosis se llaman, células sexuales o gametas (óvulo,
espermatozoide, oosfera, anterozoide), y como tienen la mitad del material genético de la especie,
para que se llegue a la totalidad de cromosomas es necesario que se combinen una masculina con
una femenina.
A nivel de organismo, la reproducción puede ser sexual o asexual. La reproducción sexual
implica la unión de gametas, una masculina y una femenina, proceso conocido como
fecundación, el cual origina al huevo o cigoto que por sucesivas divisiones mitóticas constituirá
al un nuevo ser. En plantas, cuando el grano de polen llega al “ovario” de la flor (gineceo), se
produce la fecundación que dará origen a un embrión contenido en la semilla y el posterior
desarrollo del fruto como órgano para su protección y dispersión. En animales, el
espermatozoide se une con el óvulo, fuera o dentro del organismo femenino que luego conducirá
a la formación de un embrión que crecerá por mitosis.
En cuanto a la reproducción asexual, no implica la participación de gametas. Existen diferentes
mecanismos por le cual se puede dar este proceso:
Fisión binaria: caracteriza a las bacterias, levaduras, algunas algas unicelulares, etc.
Consiste en la división del organismo en dos partes.
Gemación: es un modo de reproducción, propio de muchas plantas y animales invertebrados,
que se caracteriza por separase del organismo una pequeña porción del mismo (yema) la cual
se desarrollara hasta formar un individuo semejante al reproductor.
Fragmentación: una parte del cuerpo se desprende, y el fragmento regenerará la parte que le
falta, así como el individuo original. Un ejemplo es el de las estrellas de mar.
Partenogénesis: modo por el cual las gametas femeninas generan nuevos individuos sin
haber sido fecundada por la masculina; por ejemplo, la banana es un fruto partenogenético, el
cual no tiene semillas. Los puntitos negros son los óvulos.
4 | Crecimiento y desarrollo
Una característica principal de los seres vivos es que éstos crecen debido a la incorporación de
nutrientes.
El crecimiento es la producción de protoplasma (materia viva) y normalmente viene
acompañado de un cambio en la forma y un aumento irreversible de la masa de un organismo
vivo, órgano o célula.
En unicelulares, el crecimiento se da por un aumento de tamaño; debido a esto una bacteria, un
protozoo, o una levadura tendrán las mismas características corporales tanto siendo jóvenes o
maduras, ya que lo que cambia es el tamaño.
En los pluricelulares, el proceso es más complejo; implica no solo el aumento del tamaño celular,
sino también la multiplicación de las mismas, permitiendo así, que el organismo entero aumente
de tamaño.
Hay casos como en las hojas de las plantas que nacen y mueren con el mismo numero de células;
el aumento de tamaño se produce solo por el aumento de volumen celular.
En cuanto al desarrollo, se puede decir que es un proceso que implica una etapa de
diferenciación (especialización de células, tejidos y órganos) y una etapa de morfogénesis
(modelado de la forma corporal).
En los unicelulares, el desarrollo se manifiesta con la adquisición de estructuras especializadas
para las funciones; por ejemplo el protozoo Trypanosoma cruzi desarrolla estructuras especiales
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para la alimentación (hematófago); otros, como los paramecios desarrollan estructuras
semejantes a una “boca” que se va especializando durante el crecimiento.
En las plantas el desarrollo se da luego de la semilla germinante. La diferenciación de tejidos
ocurre a partir de un grupo de células indiferenciadas llamadas meristemáticas; a partir de las
cuales originaran los demás tejidos (de conducción, de sostén, de relleno, de protección). Luego
estos tejidos se irán acomodando en los distintos órganos para ir dándole forma a la planta.
En animales es más complejo aun porque en el embrión se van diferenciando capas de células
(capas germinales) que darán origen a los distintos órganos. Cada grupo zoológico
experimentara una morfogénesis característica; así, un gusano adquiere patrones diferentes a un
ave, a un pez.
Indudablemente, crecimiento y desarrollo van de la mano.
5 | Intercambio de materia y energía con el medio
El flujo de materia y energía es esencial para la vida. Los seres vivos somos sistemas abiertos
que constantemente incorporamos metería y energía del entorno y la trasformamos para su
aprovechamiento y devolvemos al medio lo que no necesitamos, es decir expulsamos desechos.
La vida sobre la tierra depende del flujo de energía procedente del Sol. Menos del 1% de la
energía solar que alcanza la tierra se trasforma, por medio de una serie de procesos llevados a
cabo por las plantas y algas, en la energía que impulsa todos los procesos vitales, así la energía
solar cambia a formas de energía química y mecánica utilizada por todo ser vivo. En otras
palabras, la energía no se crea no se destruye, solo se trasforma.
En la biosfera se establecen las denominadas tramas tróficas que comienzan en las plantas y
algas a través del proceso de fotosíntesis, fabricando su propio alimento y quedando la energía
solar “atrapada” en ese alimento en forma de energía química. Debido a esto se los denomina
productores. Todos los organismos que se alimenten de las plantas o algas se llaman
consumidores y utilizan la energía química de los alimentos ya producidos para sus funciones
vitales. A su vez estos organismos consumidores pueden ser el alimento de otros, de modo que
la energía fluye en esta trama. Cerrando los ciclos se encuentran los hongos y bacterias,
catalogados como descomponedores. Ellos son los responsables de la degradación de la metería,
esto es, cuando los productores y consumidores mueren, son degradados por estos, con lo que la
metería y la energía se regeneran.
Ahora bien, estamos en condiciones de establecer que las plantas y las algas son organismos
autótrofos, es decir, elaboran su propio alimento por medio de la fijación de la luz (fotosíntesis).
Los animales, hongos y protozoos, son heterótrofos, es decir, toman del medio el alimento ya
elaborado. Los protozoos y los animales son heterótrofos por procesos ingestión, en cambio los
hongos por procesos de absorción.
Dos de los procesos más importantes son la fotosíntesis y la respiración. A través de la
fotosíntesis, las plantas y las algas fabrican el alimento y trasforman la energía solar en energía
química, disponible para los demás seres vivos. Tienen esta capacidad debido a que carecen de
movilidad y no pueden buscar el alimento.
La respiración, más específicamente la celular, tiene como fin la producción de energía a partir
de la descomposición de moléculas complejas, útil para realizar todas las funciones vitales que
un organismo demanda.
Entonces debemos romper con el mito que “las plantas fotosintetizan, los animales respiran”.
Todo ser vivo, para poder realizar las funciones necesita energía, y la misma la obtienen a través
da la respiración.
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Para realizar la fotosíntesis, las plantas absorben agua y sales minerales por las raíces y dióxido
de carbono por las hojas. Con estos ingredientes, y gracias a la energía solar que capta la
clorofila (sustancia responsable del color verde), las plantas pueden fabricar moléculas orgánicas
complejas ricas en energía química, como el gliceraldehido fosfato (hidrato de carbono).
2612622 666 OOHCenergiaOHCO clorofila
En cuanto a la respiración, el termino tiene dos significados en biología: uno se refiere a la
inspiración de oxigeno y expiración de dióxido de carbono, y es en sentido ordinario y no
técnico de la palabra; otro significado es la oxidación de moléculas de alimento por parte de las
células con la utilización de oxigeno. Este último sentido es conocido como respiración celular
y es la verdadera respiración. El objetivo principal es la obtención de energía (en forma de un
compuesto llamado ATP) como consecuencia de la degradación de la molécula de glucosa
(hidrato de carbono) en presencia de oxigeno. Además del ATP se obtiene agua y dióxido de
carbono.
ATPOHCOOOHC amitocondri
2226126 666
Como se puede observar en las ecuaciones precedentes, los productos de la fotosíntesis son los
reactivos de la respiración, y los productos de la respiración son los reactivos de la fotosíntesis.
A raíz de esto, surge la idea de complementariedad entre estos procesos.
6 | Metabolismo
Es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células de los organismos
vivos, las cuales transforman energía, conservan su identidad y se reproducen. Todas las formas
de vida, desde las algas unicelulares hasta los mamíferos, dependen de la realización simultánea
de centenares de reacciones metabólicas reguladas con absoluta precisión, desde el nacimiento y
la maduración hasta la muerte. Las células tienen una serie de enzimas o catalizadores
específicos que se encargan de activar, controlar y terminar todas estas reacciones, cada una de
las cuales está a su vez coordinada con muchas otras que se producen en todo el organismo.
Hay dos grandes procesos metabólicos: anabolismo o fase biosintética y catabolismo o fase
degradativa. Se llama anabolismo, o metabolismo constructivo, al conjunto de las reacciones de
síntesis necesarias para el crecimiento de nuevas células y el mantenimiento de todos los tejidos.
Las reacciones anabólicas incluyen la biosíntesis de los ácidos nucleicos, los lípidos, los hidratos
de carbono y las proteínas; todos estos procesos necesitan la energía química suministrada por el
ATP. El proceso anabólico por excelencia es la fotosíntesis.
El catabolismo es un proceso centrado en la producción de la energía necesaria para la
realización de todas las actividades físicas y el mantenimiento de la temperatura corporal.
Implica la degradación de las moléculas químicas complejas (hidratos de carbono, lípidos y
proteínas) en sustancias más sencillas (amoníaco, dióxido de carbono, urea, etc.), que
constituyen los productos de desecho expulsados del cuerpo. En dicha degradación se libera
energía química que es almacenada en forma de ATP hasta que es requerida por los diferentes
procesos anabólicos. La respiración celular es un claro ejemplo.
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E
E
Anabolismo
Metabolismo
Catabolismo
E E
7 | Irritabilidad
La irritabilidad es la capacidad de un organismo o de una parte del mismo para identificar un
cambio negativo o positivo del medio ambiente y poder reaccionar en consecuencia. Esta
característica les permite sobrevivir y, eventualmente, adaptarse a los cambios que se producen
en el ambiente.
Existen dos tipos de estímulos o "señales", externos si es que provienen desde el exterior o el
ambiente donde se desarrolla un organismo, o internos, si se producen dentro del mismo
organismo. Ante un estímulo determinado un organismo responde de una forma particular, que
depende tanto del estímulo como del nivel de complejidad del ser vivo.
Los seres vivos son capaces de detectar y responder a los estímulos que son los cambios físicos y
químicos del medio ambiente.
Entre los estímulos generales se cuentan: luz, presión, temperatura, composición química del
medio circundante.
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En organismos unicelulares, todo el individuo responde al estímulo, en tanto que en los
organismos pluricelulares existen receptores específicos.
Las algas pluricelulares, las plantas, y los hongos, al carecer de movilidad no pueden desplazarse
en respuesta al estimulo positivo o negativo. La tendencia es la del crecimiento orientado de los
órganos hacia o contra el estimulo. Esto se denomina tropismo.
Si consideramos los tallos, quienes portan las hojas responsables de la fotosíntesis, ante la luz
(estimulo) los mismos crecerán orientados a ella, es decir, contra la gravedad; esto constituye un
fototropismo positivo. Por el contrario, la raíz, encargada de la absorción de agua y sales y
fijación de la planta, debe buscar las profundidades del suelo, por ende crecerá en el sentido de
los estímulos (fuerza de gravedad y agua), y esto es el geotropismo positivo e hidrotropismo
positivo, respectivamente. Además podríamos suponer que la raíz tiene fototropismo negativo.
Los animales, y los protistas unicelulares tiene la ventaja de contar con mecanismos locomotores,
por ende pueden movilizarse como respuesta a los estímulos, ya sea hacia los mismos o en
contra. Esto se denomina tactismo o taxismo.
En general las algas unicelulares buscan la luz; ya que la mayoría cuanta con flagelos para la
movilidad, pueden alcanzar la superficie de los cuerpos de agua por ende poseen fototactismo
positivo.
Casos donde en los cuerpos de agua hay una gran concentración de nutrientes, y protozoos e
invertebrados acuáticos se dirigen a los mismos, se habla de un quimiotactismo positivo.
La lombriz de tierra (Lumbricus terrestres) necesita tener su cuerpo humectado para asegurar la
respiración; a raíz de esto trata de alejarse de la luz quien la podría deshidratar (fototactismo
negativo), buscando así la humedad de suelo (hidrotactismo positivo).
8 | Adaptación
Los seres vivos están adaptados a su ambiente, es decir, que poseen características que les
permiten sobrevivir en las condiciones del medio que habitan.
La adaptación es la acomodación al medio, y resulta de un largo proceso de evolución.
Esa acomodación sugiere el paradigma de que el ambiente ejerce presiones sobre los organismos,
por ende la tendencia es ir ajustándose a esas presiones, modificando ya sea su anatomía,
fisiología o comportamiento.
Pero esto no se logra de un día para otro, sino que se trata de un largo período de tiempo
(millones de años) para que se produzca. En relación a esto incorporamos el concepto de
evolución.
Entendemos como evolución a una serie de transformaciones parciales o completas, irreversibles,
de la composición genética de las poblaciones, a fin de lograr una adaptación al medio
circundante.
Los estudios evolutivos se centran en 3 aspectos:
estudios descriptivos y comparativos de diferentes sistemas biológicos.
reconstrucciones de la historia evolutiva.
búsqueda de los principios comprometidos en el cambio evolutivo.
Entonces, a raíz de esto, surge en la Biología una de las teorías biológicas vigentes en el campo:
la Teoría de la Evolución.
Se trata de un conjunto de hipótesis que intentan explicar cómo pudo haberse producido el
cambio en la Tierra, en el cuál a partir de unos pocos antecesores comunes, y mediante las
reacciones producidas a lo largo del tiempo, han surgido los seres vivos actuales.
Hay evidencias tomadas desde varios campos para, en cierta forma, ser de apoyo a esta teoría.
Evidencias taxonómicas, por ejemplo, se centran en que la existencia de grupos parecidos
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podrían de alguna manera poseer algún vínculo de parentesco cercano; evidencias fósiles, desde
la paleontología, señalan que a medida que se asciende en los estratos del suelo se dan
progresiones de fósiles de organismos más simples a más complejos; evidencias de la anatomía
comparada, donde se propone al comparar órganos entre diferentes grupos, las relaciones, por
ejemplo, los brazos de los humanos, las alas de los murciélagos y las aletas ventrales de una
ballena son órganos que tienen el mismo plan básico, el mismo origen, pero se diferencian en la
función que deben cumplir; evidencias de la biogeografía, quien ofrece conocer e interpretar la
distribución de plantas y animales en las distintas regiones del mundo; evidencias de la biología
molecular, donde mediante la secuencia de la unidades estructurales del ADN es posible
encontrar relaciones evolutivas entre las especies, y no solo con el ADN, sino con otras
moléculas.
En el siglo XVIII, Linneo, entre otros, planteó la idea de que los seres vivos eran inmutables, es
decir, que no habían cambiado desde que aparecieron; esta es la concepción fijista. Pero a esta
concepción se le opusieron otros científicos, como Hutton, quienes sostenían una idea
transformista, es decir, que los organismos derivan unos de otros.
Al mismo tiempo, el francés Lamarck, expone en su obra “Filosofía Zoológica” cómo creía que
había tenido lugar la evolución. Él crea en cierta forma lo que sería la primer teoría sobre la
evolución, centrada en 2 puntos básicos:
1. el desarrollo o la atrofia de un órgano es en función del uso o desuso del mismo
2. los caracteres adquiridos se heredan
Con el primer punto, Lamarck explicaba el alargamiento del cuello de las jirafas; la necesidad de
alcanzar las ramas con hojas más tiernas hizo que las jirafas estiraran el cuello. Éste se fue
alargando para facilitar la tarea. Pero uno de los errores de esta teoría es la comprobación del
segundo punto a partir de la Genética, lo cual no es posible.
A pesar de ello, rompió con las ideas fijistas, y fue el punto de partida para la introducción del
concepto de adaptación.
En el siglo XIX, Darwin plasmó sus ideas evolucionistas en el libro “El Origen de las Especies
por medio de la Selección Natural”. Para Darwin, el proceso evolutivo se basa también en dos
factores fundamentales:
1. la selección natural
2. la producción de variabilidad de descendencia
Por regla general, todos los organismos tienen un número elevado de descendientes. La
reproducción origina un aumento en la progresión geométrica de los individuos de la población;
sin embargo, el tamaño de la población permanece relativamente constante a lo largo del tiempo.
¿Cómo se explica esto? Los descendientes, incluso los de una misma pareja, son distintos entre
sí, y en un ambiente hostil se plantea una lucha por la supervivencia, en la cuál quedan
eliminados los individuos menos aptos y sobreviven los mejor adaptados; esto es la selección
natural.
Darwin explicaría la evolución de las jirafas como una lucha por la supervivencia, y la
eliminación de las de cuello más corto por selección natural.
Y a mediados del siglo XX, con las ideas mendelianas sobre herencia, se pensó una nueva teoría
que cambiaba el papel asignado a la selección natural: la llamada teoría sintética de la evolución
o neodarwinismo, con un gran genetista norteamericano como Dobzhansky, como exponente.
Esta teoría pretende integrar las ideas de los genetistas con el darwinismo, donde básicamente
proponen que para que la evolución sea posible debe existir variabilidad genética, es decir, una
amplia gama de genes obtenidos al azar en una población, y sobre esta variabilidad actuará la
selección natural.
12
Recapitulando: una adaptación en una estructura anatómica, es un proceso fisiológico o un rasgo
del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período de tiempo
mediante selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo plazo para
reproducirse con éxito. Evolución es cambio.
Glosario:
Bibliografía utilizada:
Gardeta, C. y otros. (1996). Enciclopedia Visual de la Ecología. Editorial Argentino S.A.
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Los reinos

  • 1. 1 ¿Cómo se acomodan los organismos en el árbol evolutivo? Hasta hace pocos decenios, solía dividirse al mundo natural en tres reinos: Animal, Vegetal, Mineral. Se ignoraba que el microcosmo, el mundo de los seres unicelulares, ha sido el autor de los cambios más importantes ocurridos en la historia del planeta y es el encargado de preservar las condiciones que han posibilitado la vida de las formas superiores. Estudios mas actuales han hecho justicia a este papel protagonista y ha dividido los seres vivos en cinco reinos: Moneras, Protistas, Hongos, Plantas y Animales. Los Moneras, que comprenden las bacterias y las algas verde-azuladas o cianobacterias, son organismos uni y pluricelulares procariotas -sin membrana nuclear- que ocupan todos los habitats del planeta y desempeñan papeles clave en la biosfera. Lynn Margullis, bióloga norteamericana expuso: “muchos antes que nosotros hubiéramos evolucionado, las bacterias inventaron la fermentación, (…), la fotosíntesis trasformadora del azufre, la fijación del nitrógeno. No solo son seres sociales, sino que practican una especien de democracia universal descentralizada”. A pesar de su primitivismo, lo que intenta establecer Lynn es que sin ellas no seria posible la vida. Los Protistas, que comprenden los protozoos y las algas, surgieron hace 1400 millones de años de la asociación simbiótica de diversas bacterias primitivas y son el origen de los tres reinos restantes. Los Hongos fueron considerados durante mucho tiempo como plantas sin clorofila, pero ahora forman un reino aparte. Las Plantas son seres pluricelulares que realizan la fotosíntesis, y la estabilidad de la atmósfera depende de la conservación de las masas vegetales que cubren los continentes. El reino de los Animales, por ultimo, es el que presenta las formas más diversas y evolucionadas. Este marco de los 5 reinos, propuesto por Whittaker en 1969, es el más acertado ya que permite organizar la diversidad biológica según el tipo celular (procariota - eucariota), según la organización corporal (unicelulares - pluricelulares), según la forma de nutrición (autótrofa – saprófoba - heterótrofo), según su forma de vida (móviles - fijos).
  • 2. 2 1. Reino Moneras | este reino engloba a los que posiblemente fueron los primeros organismos vivos sobre el planeta; incluye a las bacterias y a las algas verdes azuladas o cianobacterias. Las cianobacterias fue el grupo responsable de la oxigenación de la atmósfera debido al oxigeno liberado en su fotosíntesis. Son procariotas y pueden ser uni o pluri celulares. Las bacterias, también procariotas, es un grupo ampliamente distribuido en el planeta, viviendo desde los hielos antárticos hasta las fuentes termales; tanto con presencia o ausencia de luz, con o sin oxígeno. Junto con los hongos son consideradas como descomponedoras. Algunas son perjudiciales como por ejemplo las que causan enfermedades, y otras son beneficiosas, como las que se utilizan en las industrias para fabricar yogures y quesos o aquellas que se encuentran en las raíces de las plantas para ayudarles a captar el nitrógeno. 2. Reino Protistas | este grupo esta definido por exclusión, es decir no son animales, plantas, hongos ni bacterias. Este reino también denominado reino Protoctistas, el cual incluye los organismos eucariotas unicelulares, como la mayoría de las algas (llamadas protofitas) y los protozoos, y sus descendientes más inmediatos, como son las algas pluricelulares, que se incluyen en este grupo por su estructura simple y las claras relaciones con las formas unicelulares. El reino Protistas fue propuesto por primera vez por el biólogo alemán Ernst Haeckel, debido a la dificultad que entrañaba la separación de los organismos unicelulares animales de los vegetales. Los límites del reino Protistas no están establecidos de forma definitiva. Los grupos de protistas se diferencian entre sí en la forma de alimentarse. Algunos se parecen a las plantas porque son capaces de realizar la fotosíntesis; otros ingieren el alimento, como los animales, y otros absorben nutrientes, como los hongos. Esta diversidad tan amplia hace difícil la descripción de un protista típico. Ejemplificando tenemos: protozoos, como el Trypanosoma cruzi, causante del Mal de Chagas, las amebas, los paramecios, etc. Algas unicelulares, como las diatomeas y algunas algas verdes, y algas pluricelulares como otras algas verdes, las pardas y las rojas. 3. Reino Fungi u Hongos | incluye organismos unicelulares y pluricelulares que carecen de clorofila; son fijos y se alimentan absorbiendo la materia orgánica previamente digerida en el sustrato. Esto es en gran medida lo que los diferencia de las plantas. Además los hongos reservan glucógeno como los animales y no almidón como las plantas. Pueden ser acuáticos o terrestres, de vida libre o simbiótica; en este último caso se asocian con algas para formar los líquenes. Hay una gran diversidad, por ejemplo hongos unicelulares, son las levaduras, hongos filamentosos son el Penicillum sp. y el moho blanco y negro del pan y otros alimentos. Los clásicos hongos de sombrero, como el champignon, las gírgolas, etc. Una función ecológica muy importante, es que intervienen en la descomposición de toda la materia, cooperando con las bacterias, y de esta forma cierran los ciclos de la naturaleza. 4. Reino Plantas | son los organismos eucariotas donde domina netamente la pluricelularidad; son autótrofos, es decir, fabrican su alimento y viven fijas a un sustrato. En ellas aparece la reproducción donde se evidencia un embrión, pero que es diferente al de los animales. Hay formas que son terrestres, acuáticas, y se adaptan a distintas condiciones. En este reino se agrupan los musgos y helechos (plantas sin flores), y las plantas con flores (pinos, eucaliptos, y demás árboles; arbustos como la rosa, malvón, y herbáceas como la soja o la remolacha).
  • 3. 3 5. Reino Animal | es el grupo mas evolucionado; son seres pluricelulares y heterótrofos (obtienen el alimento del medio), y generalmente son móviles para la búsqueda del alimento, pareja, y abrigo. La organización pluricelular es muy compleja, desarrollando niveles de tejidos y órganos evolucionados. Una división clásica es distinguirlos por la ausencia o presencia de columna vertebral; así tenemos los invertebrados (esponjas, caracoles, arañas, escorpiones, insectos, entre otros), y los vertebrados (peses, anfibios, reptiles, aves y mamíferos). ¿Cuales son las características comunes que guardan los organismos en relación a la definición de ser vivo y como interaccionan entre si? En general, una simple observación permite reconocer si algo tiene vida o no, sin embargo definir en concepto de vida no es sencillo. Independientemente de su diversidad todos los organismos, desde lo más simples hasta los más complejos comparten las siguientes características:  Organización o estructura.  Homeostasis.  Reproducción.  Crecimiento y desarrollo.  Intercambio de materia y energía con el medio.  Metabolismo.  Irritabilidad.  Adaptación. 1 | Organización o estructura La primera característica común en todos los seres vivos es la célula. La misma constituye el primer nivel de organización de un ser vivo, por eso es común a todos. No es así con niveles superiores, como tejidos u órganos, debido a que los organismos unicelulares obviamente están formados por una sola célula y no por una agrupación. La célula es la unidad estructural funcional y de origen de los seres vivos. Es estructural porque es la mínima unidad de constitución, es funcional porque realiza las funciones vitales de nutrición, relación y reproducción de forma autónoma y es de origen, debido a que toda célula se origina a partir de otra preexistente permitiendo la continuidad de la vida. La palabra célula fue usada por primera vez en sentido biológico hace aproximadamente 300 años. En el siglo XVII el científico inglés Robert Hooke, usando un microscopio fabricado por él mismo, noto que el corcho y otros tejidos vegetales estaban constituidos por pequeñas cavidades separadas por paredes, a quienes llamó “células”, palabra que proviene del latín cellulae que significa celda, ya que observaba que esas cavidades se asemejaban a las celdas de un panal de abeja. Sin embargo, la “célula” no adopto su acepción actual como la unidad básica de la materia viva hasta unos 150 años después. A raíz de esto, en el año 1838 el botánico alemán Matthias Schleiden y el fisiólogo alemán Theodor Schwann formulan la teoría celular, la cual esboza que: “todos los seres vivos están formados por células”.
  • 4. 4 Teniendo en cuanta el punto de vista de organización, un ser vivo puede ser unicelular o pluricelular. Es unicelular cuando esta formado por una sola célula, como por ejemplo una bacteria, un protozoo, una diatomea, y es pluricelular cuado se compone por millones de células, como las plantas, los animales, algunos hongos. Hay una categoría intermedia que es el concepto de colonia, que son organismos formados por una agrupación de células pero cada una cumple su función. Hay colonias de algas, hongos, de protozoos, de algunos invertebrados microscópicos. Según el grado de evolución que tenga la célula se la puede clasificar en procariota o eucariota. Entre las células procariota y eucariota hay diferencias fundamentales en cuanto a tamaño y organización interna. Las procariotas, que comprenden bacterias y cianobacterias (reino Moneras), son células pequeñas, de entre 1 y 10 µm de diámetro, y de estructura sencilla; carecen de organoides, como retículos, mitocondrias, etc. El material genético (ADN) está concentrado en una región, pero no hay ninguna membrana que separe esta región del resto de la célula. Las células eucariotas, que forman todos los demás organismos vivos, incluidos protozoos, plantas, hongos y animales, son mucho mayores (entre 10 y 100 µm de longitud) y tienen el material genético envuelto por una membrana que forma un órgano esférico conspicuo llamado núcleo. De hecho, el término eucariótico deriva del griego „núcleo verdadero‟, mientras que procariótico significa „antes del núcleo‟. Según su tamaño, las células se las puede clasificar en microscópicas o macroscópicas. Las microscópicas solo son visibles al microscopio óptico y es el 99 % de los casos; las macroscópicas son las particulares, ya que se pueden ver a simple vista, como por ejemplo los pelos glandulares de los cítricos y el óvulo de las aves (yema del huevo). Con respecto a la forma, la misma depende de dos factores: del ambiente que las rodea y/o la función que desempeñan. Por ejemplo, las células musculares en los mamíferos son fusiformes, es decir alargadas y con los extremos aguzados debido a que favorecen la función de contracción y relajación (función) y además para evitar espacios libres alrededor (ambiente). Los glóbulos blancos cuando están en circulación dentro de los vasos sanguíneos son esféricos debido a que el ambiente (plasma) ejerce presión de igual modo sobre toda la superficie, pero en cumplimiento de su función (defensa del organismo) se tornan irregulares, para captar los cuerpos extraños. Organización celular Todas las células están rodeadas por una membrana llamada membrana plasmática que las delimita, las individualiza y permite el intercambio de sustancias con el medio. En el interior se encuentra el citoplasma (medio interno celular) que permite el asentamiento de las diversas estructuras. Algunas de las estructuras son: los retículos endoplasmáticos, que son sacos aplanados que producen algunos proteínas y otros lípidos; ribosomas, corpúsculos que sintetizan proteínas; las mitocondrias, centros de producción de energía; lisosomas, encargados de la digestión de las sustancias, y complejo de Golgi, formado por bolsitas que reservan las sustancias. El material genético (ADN) es el asiento de toda la información hereditaria. Como particularidades, las células de las algas y de las plantas, poseen además por fuera de la membrana la denominada pared celular, formada por celulosa; y en el citoplasma, como organelas encontramos además cloroplastos, que son los cuerpos que alojan la clorofila y son los encargados de llevar a cabo el proceso de fotosíntesis. Además hay dispersas gotas de aceite y depositos de almidón. En células animales, de hongos y de protozoos, hay depósitos de glucógeno y gotas de grasa y no poseen cloroplastos; tampoco pared celular, salvo los hongos, pero no es de celulosa.
  • 5. 5 2 | Homeostasis Es el proceso por el cual un organismo mantiene las condiciones internas constantes necesarias para la vida. El término homeostasis deriva de la palabra griega homeo que significa „igual‟, y stasis que significa „posición‟. En la actualidad, se aplica al conjunto de procesos que previenen fluctuaciones en la fisiología de un organismo, e incluso se ha aplicado a la regulación de variaciones en los diversos ecosistemas o del Universo como un todo. Veamos algunos ejemplos para entender el concepto: a) Termorregulación: consiste en la regulación de la temperatura considerando los estados de frió y calor. Animales como mamíferos y aves son endotermos, es decir, que por la degradación de glucosa y otras moléculas se libera una gran cantidad de energía que en parte constituye la principal fuente de calor, la cual se mantiene constante a pesar de las variaciones del medio. Cuando la temperatura corporal de los mamíferos asciende por encima del valor normal (en los humanos, 37°C), se desencadena un proceso de termólisis (“degradación de calor”), donde los vasos sanguíneos de la superficie de la piel se dilatan y se incrementa la provisión de sangre, así se trasfiere el calor de la piel al aire que esta mas frió que la superficie del cuerpo. La transpiración acompaña a este fenómeno a los fines de refrescar, y ésta perdida de agua estimula la sed para reponerla. Cuando la temperatura desciende, los vasos sanguíneos próximos a la piel se contraen limitando la perdida de calor, y se induce a los mecanismos de termogénesis, es decir procesos metabólicos que incrementan la producción de calor, por ejemplo la oxidación de las grasas acumuladas en el cuerpo para obtener la energía. b) Osmoregulación: es un proceso fisiológico que regula el equilibrio del agua y de las sales disueltas. Los organismos unicelulares como los protozoos, en especial aquellos que viven en agua dulce, obtienen continuamente agua de su medio por ósmosis (pasaje de sustancias a través de la membrana plasmática). Esta agua se bombea hacia una vacuola contráctil que se llena de líquido y que libera su contenido hacia el exterior de forma periódica. Por lo tanto, debido a la ósmosis, la cantidad de agua que se transporta de forma activa fuera de la célula es igual a la que penetra en ella, y no se producen variaciones en la tonicidad de la célula. Este hecho constituye una forma muy simple de homeostasis. Sin la vacuola contráctil los protozoos absorberían agua de forma continua hasta que sus contenidos citoplasmáticos se diluyeran de tal forma que se detendría el metabolismo y el organismo explotaría. 3 | Reproducción Los seres vivos son capaces de multiplicarse (reproducirse). Mediante la reproducción se producen nuevos individuos semejantes a sus progenitores y se perpetúa la especie. Estos se dan tanto a nivel celular (reproducción celular) como a nivel organismo. A nivel de célula, se pueden dar distintos mecanismos de acuerdo al tipo de célula que se trate, con finalidad de crecimiento del organismo, reparación de partes dañadas, y continuidad de la vida. Las células que forman parte del cuerpo (llamadas somáticas) se someten a un tipo de división llamada mitosis, que implica la segregación equitativa del ADN, primero, y luego del citoplasma, obteniendo dos células hijas semejantes entre si y parecidas a la madre. Hay otro mecanismo que afecta a las células que forma parte de los órganos de la reproducción (ovarios, testículos, sacos esporígenos, arquegonios, anteridios, etc.), éstas se someten a meiosis,
  • 6. 6 proceso por el cual recombinan los genes, se divide el material genético y se obtienen 4 células pero solo con la mitad del ADN. Las células resultantes de la meiosis se llaman, células sexuales o gametas (óvulo, espermatozoide, oosfera, anterozoide), y como tienen la mitad del material genético de la especie, para que se llegue a la totalidad de cromosomas es necesario que se combinen una masculina con una femenina. A nivel de organismo, la reproducción puede ser sexual o asexual. La reproducción sexual implica la unión de gametas, una masculina y una femenina, proceso conocido como fecundación, el cual origina al huevo o cigoto que por sucesivas divisiones mitóticas constituirá al un nuevo ser. En plantas, cuando el grano de polen llega al “ovario” de la flor (gineceo), se produce la fecundación que dará origen a un embrión contenido en la semilla y el posterior desarrollo del fruto como órgano para su protección y dispersión. En animales, el espermatozoide se une con el óvulo, fuera o dentro del organismo femenino que luego conducirá a la formación de un embrión que crecerá por mitosis. En cuanto a la reproducción asexual, no implica la participación de gametas. Existen diferentes mecanismos por le cual se puede dar este proceso: Fisión binaria: caracteriza a las bacterias, levaduras, algunas algas unicelulares, etc. Consiste en la división del organismo en dos partes. Gemación: es un modo de reproducción, propio de muchas plantas y animales invertebrados, que se caracteriza por separase del organismo una pequeña porción del mismo (yema) la cual se desarrollara hasta formar un individuo semejante al reproductor. Fragmentación: una parte del cuerpo se desprende, y el fragmento regenerará la parte que le falta, así como el individuo original. Un ejemplo es el de las estrellas de mar. Partenogénesis: modo por el cual las gametas femeninas generan nuevos individuos sin haber sido fecundada por la masculina; por ejemplo, la banana es un fruto partenogenético, el cual no tiene semillas. Los puntitos negros son los óvulos. 4 | Crecimiento y desarrollo Una característica principal de los seres vivos es que éstos crecen debido a la incorporación de nutrientes. El crecimiento es la producción de protoplasma (materia viva) y normalmente viene acompañado de un cambio en la forma y un aumento irreversible de la masa de un organismo vivo, órgano o célula. En unicelulares, el crecimiento se da por un aumento de tamaño; debido a esto una bacteria, un protozoo, o una levadura tendrán las mismas características corporales tanto siendo jóvenes o maduras, ya que lo que cambia es el tamaño. En los pluricelulares, el proceso es más complejo; implica no solo el aumento del tamaño celular, sino también la multiplicación de las mismas, permitiendo así, que el organismo entero aumente de tamaño. Hay casos como en las hojas de las plantas que nacen y mueren con el mismo numero de células; el aumento de tamaño se produce solo por el aumento de volumen celular. En cuanto al desarrollo, se puede decir que es un proceso que implica una etapa de diferenciación (especialización de células, tejidos y órganos) y una etapa de morfogénesis (modelado de la forma corporal). En los unicelulares, el desarrollo se manifiesta con la adquisición de estructuras especializadas para las funciones; por ejemplo el protozoo Trypanosoma cruzi desarrolla estructuras especiales
  • 7. 7 para la alimentación (hematófago); otros, como los paramecios desarrollan estructuras semejantes a una “boca” que se va especializando durante el crecimiento. En las plantas el desarrollo se da luego de la semilla germinante. La diferenciación de tejidos ocurre a partir de un grupo de células indiferenciadas llamadas meristemáticas; a partir de las cuales originaran los demás tejidos (de conducción, de sostén, de relleno, de protección). Luego estos tejidos se irán acomodando en los distintos órganos para ir dándole forma a la planta. En animales es más complejo aun porque en el embrión se van diferenciando capas de células (capas germinales) que darán origen a los distintos órganos. Cada grupo zoológico experimentara una morfogénesis característica; así, un gusano adquiere patrones diferentes a un ave, a un pez. Indudablemente, crecimiento y desarrollo van de la mano. 5 | Intercambio de materia y energía con el medio El flujo de materia y energía es esencial para la vida. Los seres vivos somos sistemas abiertos que constantemente incorporamos metería y energía del entorno y la trasformamos para su aprovechamiento y devolvemos al medio lo que no necesitamos, es decir expulsamos desechos. La vida sobre la tierra depende del flujo de energía procedente del Sol. Menos del 1% de la energía solar que alcanza la tierra se trasforma, por medio de una serie de procesos llevados a cabo por las plantas y algas, en la energía que impulsa todos los procesos vitales, así la energía solar cambia a formas de energía química y mecánica utilizada por todo ser vivo. En otras palabras, la energía no se crea no se destruye, solo se trasforma. En la biosfera se establecen las denominadas tramas tróficas que comienzan en las plantas y algas a través del proceso de fotosíntesis, fabricando su propio alimento y quedando la energía solar “atrapada” en ese alimento en forma de energía química. Debido a esto se los denomina productores. Todos los organismos que se alimenten de las plantas o algas se llaman consumidores y utilizan la energía química de los alimentos ya producidos para sus funciones vitales. A su vez estos organismos consumidores pueden ser el alimento de otros, de modo que la energía fluye en esta trama. Cerrando los ciclos se encuentran los hongos y bacterias, catalogados como descomponedores. Ellos son los responsables de la degradación de la metería, esto es, cuando los productores y consumidores mueren, son degradados por estos, con lo que la metería y la energía se regeneran. Ahora bien, estamos en condiciones de establecer que las plantas y las algas son organismos autótrofos, es decir, elaboran su propio alimento por medio de la fijación de la luz (fotosíntesis). Los animales, hongos y protozoos, son heterótrofos, es decir, toman del medio el alimento ya elaborado. Los protozoos y los animales son heterótrofos por procesos ingestión, en cambio los hongos por procesos de absorción. Dos de los procesos más importantes son la fotosíntesis y la respiración. A través de la fotosíntesis, las plantas y las algas fabrican el alimento y trasforman la energía solar en energía química, disponible para los demás seres vivos. Tienen esta capacidad debido a que carecen de movilidad y no pueden buscar el alimento. La respiración, más específicamente la celular, tiene como fin la producción de energía a partir de la descomposición de moléculas complejas, útil para realizar todas las funciones vitales que un organismo demanda. Entonces debemos romper con el mito que “las plantas fotosintetizan, los animales respiran”. Todo ser vivo, para poder realizar las funciones necesita energía, y la misma la obtienen a través da la respiración.
  • 8. 8 Para realizar la fotosíntesis, las plantas absorben agua y sales minerales por las raíces y dióxido de carbono por las hojas. Con estos ingredientes, y gracias a la energía solar que capta la clorofila (sustancia responsable del color verde), las plantas pueden fabricar moléculas orgánicas complejas ricas en energía química, como el gliceraldehido fosfato (hidrato de carbono). 2612622 666 OOHCenergiaOHCO clorofila En cuanto a la respiración, el termino tiene dos significados en biología: uno se refiere a la inspiración de oxigeno y expiración de dióxido de carbono, y es en sentido ordinario y no técnico de la palabra; otro significado es la oxidación de moléculas de alimento por parte de las células con la utilización de oxigeno. Este último sentido es conocido como respiración celular y es la verdadera respiración. El objetivo principal es la obtención de energía (en forma de un compuesto llamado ATP) como consecuencia de la degradación de la molécula de glucosa (hidrato de carbono) en presencia de oxigeno. Además del ATP se obtiene agua y dióxido de carbono. ATPOHCOOOHC amitocondri 2226126 666 Como se puede observar en las ecuaciones precedentes, los productos de la fotosíntesis son los reactivos de la respiración, y los productos de la respiración son los reactivos de la fotosíntesis. A raíz de esto, surge la idea de complementariedad entre estos procesos. 6 | Metabolismo Es el conjunto de reacciones químicas que tienen lugar dentro de las células de los organismos vivos, las cuales transforman energía, conservan su identidad y se reproducen. Todas las formas de vida, desde las algas unicelulares hasta los mamíferos, dependen de la realización simultánea de centenares de reacciones metabólicas reguladas con absoluta precisión, desde el nacimiento y la maduración hasta la muerte. Las células tienen una serie de enzimas o catalizadores específicos que se encargan de activar, controlar y terminar todas estas reacciones, cada una de las cuales está a su vez coordinada con muchas otras que se producen en todo el organismo. Hay dos grandes procesos metabólicos: anabolismo o fase biosintética y catabolismo o fase degradativa. Se llama anabolismo, o metabolismo constructivo, al conjunto de las reacciones de síntesis necesarias para el crecimiento de nuevas células y el mantenimiento de todos los tejidos. Las reacciones anabólicas incluyen la biosíntesis de los ácidos nucleicos, los lípidos, los hidratos de carbono y las proteínas; todos estos procesos necesitan la energía química suministrada por el ATP. El proceso anabólico por excelencia es la fotosíntesis. El catabolismo es un proceso centrado en la producción de la energía necesaria para la realización de todas las actividades físicas y el mantenimiento de la temperatura corporal. Implica la degradación de las moléculas químicas complejas (hidratos de carbono, lípidos y proteínas) en sustancias más sencillas (amoníaco, dióxido de carbono, urea, etc.), que constituyen los productos de desecho expulsados del cuerpo. En dicha degradación se libera energía química que es almacenada en forma de ATP hasta que es requerida por los diferentes procesos anabólicos. La respiración celular es un claro ejemplo.
  • 9. 9 E E Anabolismo Metabolismo Catabolismo E E 7 | Irritabilidad La irritabilidad es la capacidad de un organismo o de una parte del mismo para identificar un cambio negativo o positivo del medio ambiente y poder reaccionar en consecuencia. Esta característica les permite sobrevivir y, eventualmente, adaptarse a los cambios que se producen en el ambiente. Existen dos tipos de estímulos o "señales", externos si es que provienen desde el exterior o el ambiente donde se desarrolla un organismo, o internos, si se producen dentro del mismo organismo. Ante un estímulo determinado un organismo responde de una forma particular, que depende tanto del estímulo como del nivel de complejidad del ser vivo. Los seres vivos son capaces de detectar y responder a los estímulos que son los cambios físicos y químicos del medio ambiente. Entre los estímulos generales se cuentan: luz, presión, temperatura, composición química del medio circundante.
  • 10. 10 En organismos unicelulares, todo el individuo responde al estímulo, en tanto que en los organismos pluricelulares existen receptores específicos. Las algas pluricelulares, las plantas, y los hongos, al carecer de movilidad no pueden desplazarse en respuesta al estimulo positivo o negativo. La tendencia es la del crecimiento orientado de los órganos hacia o contra el estimulo. Esto se denomina tropismo. Si consideramos los tallos, quienes portan las hojas responsables de la fotosíntesis, ante la luz (estimulo) los mismos crecerán orientados a ella, es decir, contra la gravedad; esto constituye un fototropismo positivo. Por el contrario, la raíz, encargada de la absorción de agua y sales y fijación de la planta, debe buscar las profundidades del suelo, por ende crecerá en el sentido de los estímulos (fuerza de gravedad y agua), y esto es el geotropismo positivo e hidrotropismo positivo, respectivamente. Además podríamos suponer que la raíz tiene fototropismo negativo. Los animales, y los protistas unicelulares tiene la ventaja de contar con mecanismos locomotores, por ende pueden movilizarse como respuesta a los estímulos, ya sea hacia los mismos o en contra. Esto se denomina tactismo o taxismo. En general las algas unicelulares buscan la luz; ya que la mayoría cuanta con flagelos para la movilidad, pueden alcanzar la superficie de los cuerpos de agua por ende poseen fototactismo positivo. Casos donde en los cuerpos de agua hay una gran concentración de nutrientes, y protozoos e invertebrados acuáticos se dirigen a los mismos, se habla de un quimiotactismo positivo. La lombriz de tierra (Lumbricus terrestres) necesita tener su cuerpo humectado para asegurar la respiración; a raíz de esto trata de alejarse de la luz quien la podría deshidratar (fototactismo negativo), buscando así la humedad de suelo (hidrotactismo positivo). 8 | Adaptación Los seres vivos están adaptados a su ambiente, es decir, que poseen características que les permiten sobrevivir en las condiciones del medio que habitan. La adaptación es la acomodación al medio, y resulta de un largo proceso de evolución. Esa acomodación sugiere el paradigma de que el ambiente ejerce presiones sobre los organismos, por ende la tendencia es ir ajustándose a esas presiones, modificando ya sea su anatomía, fisiología o comportamiento. Pero esto no se logra de un día para otro, sino que se trata de un largo período de tiempo (millones de años) para que se produzca. En relación a esto incorporamos el concepto de evolución. Entendemos como evolución a una serie de transformaciones parciales o completas, irreversibles, de la composición genética de las poblaciones, a fin de lograr una adaptación al medio circundante. Los estudios evolutivos se centran en 3 aspectos: estudios descriptivos y comparativos de diferentes sistemas biológicos. reconstrucciones de la historia evolutiva. búsqueda de los principios comprometidos en el cambio evolutivo. Entonces, a raíz de esto, surge en la Biología una de las teorías biológicas vigentes en el campo: la Teoría de la Evolución. Se trata de un conjunto de hipótesis que intentan explicar cómo pudo haberse producido el cambio en la Tierra, en el cuál a partir de unos pocos antecesores comunes, y mediante las reacciones producidas a lo largo del tiempo, han surgido los seres vivos actuales. Hay evidencias tomadas desde varios campos para, en cierta forma, ser de apoyo a esta teoría. Evidencias taxonómicas, por ejemplo, se centran en que la existencia de grupos parecidos
  • 11. 11 podrían de alguna manera poseer algún vínculo de parentesco cercano; evidencias fósiles, desde la paleontología, señalan que a medida que se asciende en los estratos del suelo se dan progresiones de fósiles de organismos más simples a más complejos; evidencias de la anatomía comparada, donde se propone al comparar órganos entre diferentes grupos, las relaciones, por ejemplo, los brazos de los humanos, las alas de los murciélagos y las aletas ventrales de una ballena son órganos que tienen el mismo plan básico, el mismo origen, pero se diferencian en la función que deben cumplir; evidencias de la biogeografía, quien ofrece conocer e interpretar la distribución de plantas y animales en las distintas regiones del mundo; evidencias de la biología molecular, donde mediante la secuencia de la unidades estructurales del ADN es posible encontrar relaciones evolutivas entre las especies, y no solo con el ADN, sino con otras moléculas. En el siglo XVIII, Linneo, entre otros, planteó la idea de que los seres vivos eran inmutables, es decir, que no habían cambiado desde que aparecieron; esta es la concepción fijista. Pero a esta concepción se le opusieron otros científicos, como Hutton, quienes sostenían una idea transformista, es decir, que los organismos derivan unos de otros. Al mismo tiempo, el francés Lamarck, expone en su obra “Filosofía Zoológica” cómo creía que había tenido lugar la evolución. Él crea en cierta forma lo que sería la primer teoría sobre la evolución, centrada en 2 puntos básicos: 1. el desarrollo o la atrofia de un órgano es en función del uso o desuso del mismo 2. los caracteres adquiridos se heredan Con el primer punto, Lamarck explicaba el alargamiento del cuello de las jirafas; la necesidad de alcanzar las ramas con hojas más tiernas hizo que las jirafas estiraran el cuello. Éste se fue alargando para facilitar la tarea. Pero uno de los errores de esta teoría es la comprobación del segundo punto a partir de la Genética, lo cual no es posible. A pesar de ello, rompió con las ideas fijistas, y fue el punto de partida para la introducción del concepto de adaptación. En el siglo XIX, Darwin plasmó sus ideas evolucionistas en el libro “El Origen de las Especies por medio de la Selección Natural”. Para Darwin, el proceso evolutivo se basa también en dos factores fundamentales: 1. la selección natural 2. la producción de variabilidad de descendencia Por regla general, todos los organismos tienen un número elevado de descendientes. La reproducción origina un aumento en la progresión geométrica de los individuos de la población; sin embargo, el tamaño de la población permanece relativamente constante a lo largo del tiempo. ¿Cómo se explica esto? Los descendientes, incluso los de una misma pareja, son distintos entre sí, y en un ambiente hostil se plantea una lucha por la supervivencia, en la cuál quedan eliminados los individuos menos aptos y sobreviven los mejor adaptados; esto es la selección natural. Darwin explicaría la evolución de las jirafas como una lucha por la supervivencia, y la eliminación de las de cuello más corto por selección natural. Y a mediados del siglo XX, con las ideas mendelianas sobre herencia, se pensó una nueva teoría que cambiaba el papel asignado a la selección natural: la llamada teoría sintética de la evolución o neodarwinismo, con un gran genetista norteamericano como Dobzhansky, como exponente. Esta teoría pretende integrar las ideas de los genetistas con el darwinismo, donde básicamente proponen que para que la evolución sea posible debe existir variabilidad genética, es decir, una amplia gama de genes obtenidos al azar en una población, y sobre esta variabilidad actuará la selección natural.
  • 12. 12 Recapitulando: una adaptación en una estructura anatómica, es un proceso fisiológico o un rasgo del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período de tiempo mediante selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con éxito. Evolución es cambio. Glosario: Bibliografía utilizada: Gardeta, C. y otros. (1996). Enciclopedia Visual de la Ecología. Editorial Argentino S.A. Barcelona- Buenos Aires- Londres- Microsoft ® Encarta ® 2007. © 1993-2006 Microsoft Corporation.