Biología II Viridiana Soto Sánchez Compilador Biología II Manual de bachillerato Primera Edición, 2009 Dirección de educación a distancia Eduardo Franco Padilla Coordinador editorial Alan Santacruz Farfán Revisión Héctor Alejandro Vázquez Zúñiga Asesoría Pedagógica y Compilación Viridiana Soto Sánchez Diseño Gráico de forros para la presente edición David J. Araiza Lozano Diseño Gráico y formación para la presente edición Karina Ibeth Rodriguez Medina Universidad La Concordia Dirección de Educación a Distancia, Av Tecnológico 109 Col. Ejido de Ojocaliente, CP 20198, Aguascalientes, Ags. ISBN pendiente Prohibida la reproducción total o parcial de esta obra – incluido el diseño– por cualquier medio, electrónico o mecánico, sin el consentimiento por escrito del editor. INDICE Presentación Apoyos didácticos Objetivo general Unidad I.- Evolución biológica 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.3.3. 3.4. 3.5. 3.5.1. 3.5.2. 3.5.3. 3.5.4. 3.6. 3.6.1. 3.6.2. 4. 4.1. 4.2. 4.2.1. 4.2.2. 4.3. 5. 5.1. 5.1.1. Introducción. Desarrollo histórico del concepto de evolución, aportaciones de: Aristóteles, George Louis le Clerc de Bufón, James Hutton, Georges Cuvier, Jean Baptiste de Lamarck, Charles Lyell, Charles Darwin, Alfred Russel Wallace. Las evidencias de la evolución Registro fósil Anatomía comparada Embriología Bioquímica Biogeografía Teoría de la evolución por medio de la selección natural Fundamentos Evidencias de la evolución por selección natural Tipos de selección Selección estabilizadora Selección direccional Selección desorganizadora o disruptiva Adaptación Otros agentes del cambio evolutivo Mutaciones Flujo de genes Deriva genética Apareamiento no aleatorio La teoría de la selección natural en la actualidad Teoría sintética de la evolución o Neodarwinismo Teoría del equilibrio puntual Especiación Concepto biológico de especie Tipos de especiación Alopátrida Simpátrida Radiación adaptativa Historia de la vida en la Tierra Origen del universo Teoría del estado estacionario o invariable 11 15 15 16 17 17 18 20 21 22 23 23 24 25 26 27 27 28 29 30 32 32 33 34 34 34 34 35 35 37 38 38 5.1.2. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.3. 5.3.1. 5.3.2. 5.3.3. 5.3.4. 5.4. 5.4.1. 5.4.2. 5.4.3. 5.5. 5.6. 5.7. Teoría de la gran explosión (Big Bang) Origen de la Tierra y el sistema planetario Teoría de las estrellas binarias Teoría de las nubes de polvo Origen de la vida sobre la tierra Creacionismo Generación espontánea Panspermia Teoría físico-química (Teoría de Oparin-Haldane y experimentos de Miller y Urey) Origen del metabolismo y la información genética Aparición de autótrofos y heterótrofos Surgimiento de la respiración Teoría endosimbiótica de Lynn Margulis Escala del tiempo geológico Las extinciones en masa Origen y evolución del ser humano Resumen Autoevaluación 39 39 41 42 43 43 44 45 45 47 47 48 49 51 55 56 Unidad II.- Sistemática Introducción. Deinición de Sistemática 1. Propósitos e importancia de la Sistemática 2. Ramas de la Sistemática 3. Taxonomía 3.1. Historia de la Taxonomía y métodos clasiicatorios 3.1.1. Ramas de la Taxonomía 3.1.2. Categorías taxonómicas 3.1.2.1. Nomenclatura 3.1.2.2. 3.1.2.2.1. Principios y reglas generales de la nomenclatura 3.1.2.2.2. Nombres cientíicos Identiicación 3.1.2.3. Filogenética 3.2. Panorama general de la reconstrucción ilogenética 3.2.1. Caracteres 3.2.1.1. Cladogramas 3.2.1.2. Clasiicación ilogenética 3.2.1.3. Evolución 3.3. Sistemas de clasiicación del mundo vivo, aportaciones de: 4. Aristóteles 4.1. Ernst Haeckel 4.2. H. F. Copeland 4.3. Robert H. Whittaker 4.4. Lynn Margulis y Karlene V. Schwartz 4.5. Carl R. Woese 4.6. Características generales de los grandes grupos de organismos 5. Virus, viroides y priones 5.1. 63 63 64 64 65 65 65 66 66 67 67 67 68 68 69 69 70 71 71 71 71 72 72 72 74 74 5.1.1. 5.1.2. 5.2. 5.2.1. 5.2.2. 5.3. 5.3.1. 5.3.1.1. 5.3.1.2. 5.3.1.3. 5.3.1.4. 5.3.2. 5.3.2.1. 5.3.2.2. 5.3.2.3. 5.3.3. 5.3.3.1. 5.3.3.2. 5.3.3.3. 5.3.3.4. 5.3.3.4.1. 5.3.3.4.2 5.3.3.4.3. 5.3.4. 5.3.4.1. 5.3.4.2. 5.3.4.3. 5.3.4.4. 5.3.4.4.1. 5.3.4.4.2. 5.3.4.4.3. 5.3.4.4.4. Características generales y ejemplos 74 Importancia ecológica, económica y médica 75 Dominios Bacteria (Eubacteria) y Archaea (Archaebacteria) 76 Características generales y ejemplos 77 Importancia ecológica, económica y médica 77 Dominio Eukarya 77 Reino Protista 79 Características generales 80 División Pyrrophyta, Chrysophyta, Euglenophyta, Rhodophyta, Phaeophyta, 80 Chlorophyta, Oomycota, Myxomycota, Acrasiomycota Phyllum Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora 84 Importancia ecológica, económica y médica de cada grupo 85 Reino Fungi 87 Características generales 87 División Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota 88 Importancia ecológica, económica y médica de cada grupo 90 Reino Plantae 91 Características generales 91 División Bryophyta, Pteridophyta, Coniferophyta, Anthophyta 92 Importancia ecológica, económica y médica de cada grupo 94 Evolución de tejidos vegetales 95 Sistema de tejido dérmico (epidermis y peridermis) 95 Sistema de tejido fundamental (parénquima, colénquima y esclerénquima) 96 Sistema de tejido vascular (xilema y loema) 97 Reino Animalia 99 Características generales 99 Phyllum Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Nematoda, Annelida, Arthropoda, 100 Mollusca, Echinodermata, Chordata Importancia ecológica, económica y médica de cada grupo 104 Evolución de los tejidos animales 104 Tejido conectivo 104 Tejido epitelial 105 Tejido muscular 105 Tejido nervioso 106 Resumen Autoevaluación Unidad III.- Comportamiento animal 1. 2. 3. 3.1. 4. 5. 6. 7. 7.1. 7.2. 8. 9. Introducción. Antecedentes históricos de la Etología. Deinición Comportamiento innato Aprendizaje Tipos de aprendizaje Bases genéticas del comportamiento Evolución de la conducta animal El comportamiento como carácter adaptativo Comunicación Tipos de comunicación Ventajas y desventajas de cada uno Comportamiento social de los animales (ejemplos) Etología humana Resumen Autoevaluación 113 114 114 114 116 116 117 118 118 119 121 122 PRESENTACIÓN El propósito de este libro es que el alumno distinga los fundamentos de las teorías evolucionistas, la sistemática moderna y las bases del comportamiento animal que sirven para entender el origen de la diversidad biológica y las bases genéticas, por medio de la intervención en el comportamiento animal, así como valorar la importancia a nivel médico, ecológico y económico de las diversas especies. La biología es una ciencia basada en la observación de la naturaleza y la experimentación para explicar los fenómenos relacionados con la vida. Los seres vivos interactúan tanto con el ambiente que los rodea como con otros seres vivos, como: animales domésticos, bacterias, insectos, plantas, hongos, baterías, en in, con los cuales se convive a diario; y que en ocasiones sabemos tan poco de ellos con de su hábitat, de cómo se comunican, cuál es su comportamiento social, etc. La biología es importante debido a que es una de las ciencias naturales que tiene como objeto de estudio a los seres vivos, concretamente en su origen, su evolución y sus propiedades: génesis, nutrición, morfogénesis, reproducción, patogenia, etc. La biología se ocupa tanto de la descripción de las características y los comportamientos de los organismos individuales como de las especies en su conjunto, así como de la reproducción de los seres vivos y de las interacciones entre ellos y el entorno. Dicho de otra manera, se preocupa de la estructura y la dinámica funcional comunes a todos los seres vivos con el in de establecer las leyes generales que rigen la vida orgánica y los principios explicativos fundamentales de ésta. En la unidad I, conocerá los fundamentos del concepto de evolución, por medio de las evidencias mostradas, para distinguir las diferentes teorías sobre el origen los seres vivos. En la unidad II, identiicará las tendencias modernas de la sistemática, a través de su importancia económica, ecológica y médica, para tener un adecuado conocimiento de los grupos de los seres vivos. En la unidad III, comprobará el comportamiento animal, por medio de un punto de vista genético y evolutivo, para conocer sus características e importancia de su desarrollo. APOYOS DIDÁCTICOS Son aquellas estrategias de instrucción que apoyan cada aspecto del contenido del programa y su principal objetivo es que el alumno se interese en la construcción de su propio conocimiento a través de actividades que le permitan la adquisición del aprendizaje signiicativo. Dichos apoyos facilitan la comprensión del contenido por medio de un soporte al desempeño escolar como profesional. Se busca tanto la adquisición de contenidos para el logro de objetivos como adquirir herramientas de apoyo para el aprendizaje. Icono Apoyos didácticos Deinición Sesión teórica Contiene la información y desarrollo de cada uno de los temas que integran el programa de la asignatura. Ejercicios Plantea una serie de ejercicios que el estudiante debe resolver. Además de que permiten la integración, aplicación y repaso de los contenidos, su resolución sirve como veriicador de la asimilación de los contenidos. Contenido interactivo Es un material de consulta que se utiliza para cualquier temática y a su vez sirve de apoyo para exponer cualquier tipo de contenido. Autoevaluación Está enfocada a una serie de actividades en donde se pondrá a prueba lo que el alumno ha comprendido. Es una forma de regular el avance unidad a unidad, la correcta resolución es indicativo de del manejo adecuado de información requerido para la unidad siguiente. Resolucion de ejercicios Son un recurso para la comparación de respuestas obtenidas, a manera que el alumno obtenga una retroalimentación de aprendizaje. OBJETIVO GENERAL El alumno al inalizar el curso distinguirá los fundamentos de las teorías evolucionistas, la sistemática moderna y las bases del comportamiento animal que sirven para entender el origen de la diversidad biológica y las bases genéticas, por medio de la intervención en el comportamiento animal, así como valorar la importancia a nivel médico, ecológico y económico de las diversas especies. UNIDAD I Al término de la unidad, el alumno: •Conocerá la génesis de la Primera Guerra Mundial, a través de los sucesos durante su desarrollo para poder establecer relaciones causa – consecuencia al concluir la guerra. I. EVOLUCIÓN BIOLÓGICA Introducción. La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, que encierra la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido. Una de las ideas más románticas contenidas en la evolución de la vida es que dos organismos vivos cualesquiera, por diferentes que sean, comparten un antecesor común en algún momento del pasado. Nosotros y cualquier primate actual compartimos un antepasado alrededor aproximado de 5 millones años. También tenemos un antecesor común con cualquiera de las bacterias hoy existentes, aunque el tiempo a este antecesor se remonte en este caso a más de 3000 millones de años. Esta primera unidad hablará acerca de los primeros orígenes de vida sobre la tierra, de diversas teorías que existen sobre ella y aportaciones de diversos personajes que tuvieron trascendencia en ciertos temas. 1. Desarrollo histórico del concepto de evolución, aportaciones de: Aristóteles, George Louis le Clerc de Bufón, James Hutton, Georges Cuvier, Jean Baptiste Lamarck, Charles Lyell, Charles Darwin, Alfred Russel Wallace. Los personajes que se señalan a continuación son de gran importancia para entender algunas cosas de la evolución. Algunos de los aquí citados tiene otras más teorías de las cuales se hablara en la segunda unidad. Aristóteles: Observó muchas pruebas de ainidades naturales entre los organismos que conocía en una “escala de la naturaleza” que iba del más simple al más complejo. Aristóteles consideraba que los seres vivos son imperfectos pero “avanzan hacia un estado más perfecto”. Algunos historiadores de la ciencia han interpretado esto como el germen de una idea de evolución, pero Aristóteles fue vago acerca de la naturaleza de este “movimiento hacia un estado más prefecto”, y ciertamente no propuso que los procesos naturales impulsaran un proceso evolutivo. Además, la teoría evolutiva moderna reconoce que la evolución no avanza hacia estados más “perfectos”, ni necesariamente de una mayor complejidad. 11 George Louis le Clerc de Bufón: Fue el primero en dividir la historia geológica en una serie ordenada de etapas, introduciendo el concepto de evolución en el ámbito de la historia natural, sus nociones sobre especies perdidas, ejercieron gran inluencia en la paleontología. En su estudio del ser humano se mostró fuertemente inluido por Descartes. De esta manera sugirió que el origen de los planetas pudiera ser el choque entre el Sol y un cometa errante. Sin embargo no fue un enciclopedista, abogó por una labor cientíica no mediatizada por juicios apriorísticos. James Hutton: Trabajó como químico agrícola y después como minerólogo y geólogo. Es considerado como el padre de la geología, rechazó la teoría del catastroismo, distinguido entre los cientíicos de su tiempo, creó la teoría uniformadora de la geología, en la que explica que procesos como la sedimentación, el vulcanismo y la erosión produjeron cambios en la supericie de la Tierra y han venido operando de la misma manera y a la misma velocidad desde hace mucho tiempo. Asimismo, consideró que la Tierra tenía muchos más años de lo que se había pensado hasta entonces; esta teoría asumió una gran oposición de quienes creían en la descripción bíblica de la creación, que formulaba que la Tierra tenía solamente 6 000 años. En 1795, resumió sus teorías en Teoría de la Tierra. Georges Cuvier: Entre 1800 y 1805, basándose en sus trabajos y lecciones magistrales, publicó Leçons d’anatomie comparée, en las que implantó el principio de correlación de las partes, según el cual las características funcionales y estructurales de los órganos del cuerpo de un animal están necesariamente relacionadas entre sí y con el entorno. Además, Cuvier, señala que los hábitos de un animal determinan su forma anatómica, de modo que, por ejemplo, los animales con cuernos y pezuñas tendrán siempre una dentición herbívora. Del mismo modo fue capaz de reconstruir especies fósiles desconocidas a partir del estudio de sólo algunos fragmentos óseos, y acudió a la teoría del catastroismo para explicar la desaparición de algunas de ellas, también mencionó, que las especies no habían cambiado desde la Creación. 12 Jean Baptiste de Lamarck: Fue el primer cientíico en proponer que los organismos experimentan cambios con el tiempo como resultado de algún fenómeno natural más que de intervención divina. De acuerdo con Lamarck, un cambio en el ambiente provocaría que un organismo modiicara su comportamiento, utilizando algunos órganos o partes del cuerpo más que otras. Tras numerosas generaciones, un órgano determinado o parte del cuerpo podría incrementar su tamaño si es muy utilizado, o atroiarse y posiblemente desaparecer si es poco utilizado. Su hipótesis requería que las características adquiridas por los organismos durante su vida fuesen transmitidas a su descendencia. Charles Lyell: Basándose en diversos trabajos del geólogo James Hutton, desarrolló la teoría de la uniformidad, que establecía que los procesos naturales que cambian la Tierra en el presente son los mismos que actuaron en el pasado. Para lo cual, se basó en numerosas observaciones geológicas. En 1830 viajó a la región volcánica de Olot en España, cuya representación y explicación incluyó en sus Principios de geología, obra que contradecía la teoría de los grandes cataclismos como motor de los cambios geológicos, y le valió ser considerado el fundador de la moderna ciencia geológica. Su obra cultivó notable inluencia sobre algunos naturalistas de la época, especialmente sobre el formulador del evolucionismo, Charles Darwin. También introdujo las primeras dataciones estratigráicas basándose en las asociaciones faunísticas, y dividió la era terciaria en tres períodos: eoceno, mioceno y plioceno. Charles Darwin: Propuso una teoría que explicó cómo evolucionan los seres vivos, y la llamó teoría de la evolución de las especies por selección natural. Darwin consideró la selección natural como el mecanismo principal que genera cambios en los seres vivos. Según el darwinismo, los seres vivos experimentan variaciones en su morfología, isiología y conducta, y los cambios en los individuos más aptos serán más fácilmente heredados a las generaciones posteriores. Para muchos biólogos estas ideas son la aportación más brillante que un cientíico a tenido en toda la disciplina. 13 Alfred Russel Wallace: Aproximadamente en el año de 1862, realizó una visita a Australia la cual fue breve, un continente que le aportó mucha información sobre biogeografía. Investigó la distribución geográica de los animales y observó que existían diferencias zoológicas fundamentales entre las especies asiáticas y las australianas, de resultas de lo cual estableció el concepto de línea divisoria de Wallace, una línea imaginaria entre las islas malayas de Borneo y las Célebes, que sirve para separar los animales de origen australiano de los de origen asiático. Sin embargo, esta investigación permitió a Wallace elaborar de forma independiente su propia teoría de la evolución, que comunicó a Charles Darwin en 1858; las ideas de ambos fueron publicadas de forma conjunta por la Sociedad Linneana de Londres en 1860. En la contribución de Wallace al conocimiento temprano de la teoría de la selección natural de Darwin, cabe destacar su aclaración sobre el concepto de mimetismo y sobre sus diversos estudios biogeográicos. En el año de 1859, explica en su obra Sobre el Origen de las especies por Medio de la Selección Natural, en 1870 Contribuciones a la teoría de la selección natural, por mencionar algunas de las interesantes y abundantes colecciones, sobre todo entomológicas y ornitológicas, que Wallace aportó desde sus expediciones por América. Ejercicio 1: Relaciona ambas columnas: 14 Pregunta 1. Es considerado como el padre de la geología. 2. Desarrolló la teoría de la uniformidad, que establecía que los procesos naturales que cambian la Tierra en el presente son los mismos que actuaron en el pasado. 3. Consideró la selección natural como el mecanismo principal que genera cambios en los seres vivos. 4. Consideraba que los seres vivos son imperfectos pero “avanzan hacia un estado más perfecto”. 5. Investigó la distribución geográica de los animales y observó que existían diferencias zoológicas fundamentales entre las especies asiáticas y las australianas. 6. Airmó que un cambio en el ambiente provocaría que un organismo modiicara su comportamiento. 7. Fue el primero en dividir la historia geológica en una serie ordenada de etapas. 8. Señala que los hábitos de un animal determinan su forma anatómica. Respuesta ( ) Alfred Russel Wallace ( ) Jean Baptiste de Lamarck ( ) George Louis le Clerc de Bufón ( ) James Hutton ( ) Georges Cuvier ( ) Charles Darwin ( ) Aristóteles ( ) Charles Lyell 2. Las evidencias de la evolución Las evidencias y la refutación de hipótesis se maniiestan de diversas maneras además de la simple observación. De hecho, las evidencias más poderosas no son más que observaciones, sino que son las predicciones veriicadas de una hipótesis. Los siguientes temas hablarán de cómo se fue dando la evaluación. 2.1. Registro fósil Mucho antes de Darwin, se habían descubierto fósiles incrustados en rocas. Algunos de ellos correspondían a partes de animales actuales, pero otros eran extremadamente distintos a cualquier especie conocida. En ocasiones también se encontraban fósiles en situaciones inesperadas; por ejemplo de invertebrados (animales sin columna vertebral) marinos en rocas sedimentarias de altas montañas. Leonardo da Vinci fue uno de los primeros en interpretar acertadamente estos peculiares descubrimientos como los restos de animales que habían vivido en edades previas pero que se habían extinguido. El registro paleontológico o registro fósil, revela una progresión desde los organismos unicelulares más antiguos hasta los muchos unicelulares y pluricelulares que viven en la actualidad. El registro fósil, demuestra que la vida ha evolucionado a lo largo del tiempo. Al día de hoy, los paleontólogos ha descrito y nombrado unas 300 000 especies fósiles, y muchas otras aún están por descubrir. Ilustración 1. Registro fósil. 15 2.2. Anatomía comparada La comparación de los detalles estructurales de características presentes en organismos distintos pero relacionados revela una semejanza básica. Tales características que derivan de la misma estructura en un ancestro común se denominan características homólogas y a la situación homología. Las estructuras que no son homólogas sino que simplemente tiene funciones semejantes en organismos con relación mutua distante se denominan características homoplásticas. Estas similitudes adquiridas independientemente en distintas especies, no por descendencia común sino por convergencia evolutiva, constituyen la homoplasia. La anatomía comparada revela la existencia de estructuras vestigiales. Muchos organismos presentan órganos o partes de órganos al parecer no funcionales y degenerados, a menudo de tamaño reducido o sin alguna parte esencial. Las estructuras vestigiales son restos de órganos más desarrollados que estuvieron presentes en organismos ancestrales. Humano Gato Ballena Ilustración 2. Homología en animales. 16 Murciélago 2.3.Embriología La embriología es la ciencia biológica que estudia el desarrollo prenatal de los organismos y trata de comprender y dominar las leyes que lo regulan y rigen. El interés en el estudio del desarrollo prenatal es amplio, ello se debe a una curiosidad natural, por el hecho de que muchos fenómenos de la vida postnatal tienen su origen y explicación en la etapa de desarrollo prenatal y es importante conocerlos con el in de lograr una mejor calidad de vida en el ser humano. La anatomía del desarrollo es el campo de la embriología que se ocupa de los cambios morfológicos que ocurren en las células, tejidos, órganos y cuerpo en su conjunto desde la célula germinal de cada progenitor hasta el adulto resultante, la isiología del desarrollo por otro lado explica el funcionamiento del organismo en estas etapas, sin embargo el desarrollo humano es un proceso continuo que se inicia con la fecundación y termina con la muerte, aunque la mayoría de los procesos tienen lugar en etapa prenatal otros se extienden más allá del nacimiento, ello ha llevado a que se conozca a la Embriología con estos horizontes ampliados como Biología del Desarrollo. Ilustración 3. Embrión. 2.4. Bioquímica La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular. En la actualidad se conoce ha detalle la estructura tridimensional de las macromoléculas de mayor importancia biológica, los ácidos nucleicos y las proteínas, lo que ha permitido entender a nivel molecular sus funciones biológicas. Debido al conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, se esclarecieron los mecanismos de transmisión de la información genética de generación a generación, y también los mecanismos de expresión de esa información, la cual determina las propiedades y funciones de las células, los tejidos, los órganos y los organismos completos. 17 Los virus tienen algunas variantes, por ejemplo; los cromosomas de los retrovirus están constituidos por moléculas de ARN y en algunos fagos (virus que atacan a las bacterias) tienen ADN de una sola cadena. Los virus no cuentan con un metabolismo que les permita vivir en forma autónoma, sólo se pueden reproducir y expresarse dentro de las células que invaden. Las reacciones que constituyen el metabolismo están localizadas en determinadas estructuras celulares que forman unidades discretas que se llaman organelos. Las reacciones se llevan a cabo en los lugares en donde se encuentran las enzimas que las catalizan. La célula no es un saco sin estructura, sino que es un sistema muy complejo y altamente organizado. Ilustración 4. Cromosomas. 2.5. Biogeografía El estudio de la distribución geográica pasada y presente de plantas y animales se denomina biogeografía. La distribución geográica de los organismos inluye en su evolución. Darwin estaba interesado en ella, y consideró por qué las especies halladas en las islas oceánicas tienden a parecerse a las de la tierra irma más cercana, aunque el ambiente sea distinto; también observó que estas especies oceánicas no se parecían a las especies presentes en islas con ambientes similares en otras partes del mundo. Si la evolución no fuera un factor en la distribución de las especies, se esperaría encontrar una especie determinada en todas las regiones en que pudiera sobrevivir. Sin embargo, la distribución geográica real de los organismos tiene sentido en el contexto de la evolución. 18 Ilustración 13. Biogeografía. Ejercicio 2: Resuelve el siguiente crucigrama: Horizontales: 1. Revela la existencia de estructuras vestigiales: 3. Estudia la base molecular de la vida: 5. Es la ciencia biológica que estudia el desarrollo prenatal de los organismos y trata de comprender y dominar las leyes que lo regulan y rigen: 7. Las reacciones que constituyen el metabolismo están localizadas en determinadas estructuras celulares que forman unidades discretas que se llaman: Verticales: 2. Es un proceso continuo que se inicia con la fecundación y termina con la muerte: 19 4. Revela una progresión desde los organismos unicelulares más antiguos hasta los muchos unicelulares y pluricelulares que viven en la actualidad: 6. El estudio de la distribución geográica pasada y presente de plantas y animales se denomina: 8. Son restos de órganos más desarrollados que estuvieron presentes en organismos ancestrales: 2 8 1 4 6 3 7 5 3. Teoría de la evolución por medio de la selección natural A partir de este tema se inicia a hablar sobre el origen de la vida y su contexto, de todo lo que conlleva cada una de las teorías y sus características. 20 Explica cómo las poblaciones de organismos han cambiado a lo largo del tiempo. Esta teoría se ha convertido en el concepto uniicador de la biología más importante. Se pude deinir el término evolución como el proceso por el cual las poblaciones de organismos cambian a largo del tiempo. La evolución supone el traspaso de genes para nuevas características de una generación a otra, lo que conduce a diferencias en las poblaciones. La teoría de Darwin está formada por cuatro hipótesis descriptivas y dos predicciones. Cada hipótesis reúne un gran número de observaciones, cada predicción declara lo que debe ser verdadero si la hipótesis es verdadera. Bosquejo de la Teoría de la Evolución planteada por Darwin: Hipótesis 1 Cada organismo tiene el potencial de originar más de un descendiente durante su vida. Hipótesis 2 El número de individuos dentro de cada especie permanece bastante constante a través del tiempo. Predicción A Si la hipótesis 1 y 2 son ciertas, entonces no todos los individuos desarrollan su potencial reproductivo. Hay una lucha por la existencia (o reproducción). Hipótesis 3 Los individuos de una especie varían desde el punto de vista de sus características. Hipótesis 4 Algunas de estas variaciones se heredan. Predicción B Si la predicción A y las hipótesis 3 y 4 son ciertas, entonces los individuos con determinadas características, las características heredadas que promueven reproducciones exitosas llegan a ser más comunes en generaciones futuras de la especie. Este proceso se llama selección natural. 3.1. Fundamentos La perspectiva de la evolución es importante en cualquier campo de especialización dentro de la biología. Los biólogos intentan entender la estructura, función y comportamiento de los organismos y sus interacciones considerándolos a la luz del largo y continuo proceso de evolución. Ilustración 6. Las islas Galápagos son famosas por sus numerosas especies endémicas y por los estudios de Charles Darwin que le llevaron a establecer su teoría de la evolución por la selección natural. 21 3.2. Evidencias de la evolución por selección natural La segunda predicción de Darwin airma que existe una lucha por la existencia (predicción a partir de la hipótesis 1 y 2) y si los individuos de una especie varían desde el punto de vista de sus características (hipótesis 3), ciertos individuos entonces tenderán rasgos o características que los hacen más exitosos para sobrevivir y reproducirse que otros individuos. Si algunas de estas variaciones se heredan (hipótesis 4), entonces los rasgos o características que promueven los éxitos llegarán a ser más comunes en generaciones futuras, porque los individuos que las poseen tendrán más descendencia. Las características particulares que hacen a un individuo más exitoso dependen de condiciones locales del medio ambiente. En esta segunda predicción es la declaración de Darwin acerca de la selección natural. La naturaleza (el ambiente) selecciona los individuos que sobreviven y se reproducen más exitosamente, con base en los tipos de características que ayudan a un organismo a encontrar recursos y evadir enemigos. Las características exitosas que se desarrollan en respuesta a genes se tornan más frecuentes a través del tiempo debido a que los individuos que las poseen dejan más descendencia. 22 Ilustración 7. Evolución por selección natural. 3.3. Tipos de selección La selección natural no actúa de manera directa sobre el genotipo de un organismo. En su lugar, actúa sobre el fenotipo, que, al menos en parte, es una expresión del genotipo. El fenotipo representa una interacción entre el ambiente y todos los alelos de un solo locus determinen el fenotipo, como Mendel observó primero en el guisante de jardín. 3.3.1. Selección estabilizadora El proceso de selección natural que se asocia a una población bien adaptada a su ambiente se conoce como selección estabilizadora. Es probable que la mayor parte de las poblaciones estén bajo la inluencia de fuerzas estabilizadoras casi todo el tiempo. La selección estabilizadora actúa contra los extremos fenotípicos. En otras palabras, son favorecidos los individuos con fenotipo intermedio. Como la selección estabilizadora tiende a reducir la variación al favorecer a los individuos que se encuentran cerca de la media de la curva de distribución normal a expensas de los que se encuentran en los extremos, la campana se hace más estrecha. Aunque esta forma de selección reduce la cantidad de variación en una población, rara vez la elimina por este proceso, porque otros procesos microevolutivos actúan contra la disminución en la variación. Por ejemplo, la mutación contribuye de manera lenta pero continua a la variación genética dentro de una población. Uno de los casos más ampliamente estudiados de selección estabilizadora se reiere al peso del ser humano al nacer, que está bajo control poligénico y también es inluido por factores ambientales. 23 Ilustración 16. Ejemplo de selección estabilizadora. 3.3.2. Selección direccional Si un ambiente cambia con el tiempo, la selección direccional puede favorecer a los fenotipos de uno de los extremos de la curva de distribución normal. En generaciones sucesivas, un fenotipo sustituye de manera gradual a otro. Así, por ejemplo, si una mayor talla es ventajosa en un nuevo ambiente, los individuos grandes serán cada vez más comunes en la población. Sin embargo, este tipo de selección sólo puede ocurrir si los alelos favorecidos en las nuevas circunstancias ya están presentes en la población. Los pinzones de Darwin, en las Galápagos, constituyen un excelente ejemplo de selección direccional. La selección direccional debida a los cazadores ha sido observada en el carnero de Canadá. Los cazadores deportivos eligen como trofeo a los grandes carneros con crecimiento rápido de la cornamenta. Debido a que estos carneros son matados antes de alcanzar su potencial reproductivo completo, contribuyen menos al acervo génico; el resultado ha sido una disminución del 25% en el paso medio y en la longitud de la cornamenta de los carneros que normalmente tendrían mayor éxito como consecuencia de su tamaño y habilidad para usar su cornamenta en la luchas con otros machos por las hembras, pasan a tener menos éxito cuando estas características los convierten en objeto de los cazadores. Ilustración 17. Ejemplo de selección direccional. 24 3.3.3. Selección desorganizadora o disruptiva Algunas veces, cambios extremos en el ambiente favorecen dos o más fenotipos distintos a expensas de la media. Es decir, más de un fenotipo puede verse favorecido en el nuevo ambiente. La selección disruptiva es un tipo especial de selección direccional en el que hay tendencia en más de un sentido. Da por resultado la divergencia o separación de grupos distintos de individuos en una población. La selección disruptiva, que es relativamente rara, actúa en contra del fenotipo promedio o intermedio. La escasez de alimento durante una sequía intensa impuso la selección disruptiva en una población de pinzones en otra isla de las Galápagos. Dicha población exhibía al inicio una variedad de tamaños y formas de picos. Como los únicos alimentos disponibles en esta isla durante la sequía eran insectos perforadores de la madera y semillas de frutos de cactos, la selección natural favoreció a las aves con picos adecuados para obtener estos tipos de alimentos. Los pinzones con pico más largo sobrevivieron porque podían abrir los frutos de los cactos, y los pinzones con pico más ancho fueron favorecidos porque podían desprender la corteza de los árboles para exponer a los insectos. Sin embargo, las aves con picos intermedios fueron incapaces de obtener de manera eiciente esas fuentes de alimento y en consecuencia tuvieron baja tasa de supervivencia. La selección natural induce cambios en los tipos y las frecuencias de alelos en las poblaciones sólo si hay variación hereditaria preexistente. La variación genética es la materia prima para el cambio evolutivo, ya que ofrece la diversidad sobre la cual puede actuar la selección natural. Sin variación genética, la evolución no es posible. Las poblaciones contienen abundante variación genética que originalmente fue introducida por mutación. La reproducción sexual, con sus procesos asociados de sobre cruzamiento, distribución independiente de cromosomas durante la meiosis, y unión aleatoria de gametos, también contribuye a la variación genética. El proceso sexual permite a la variabilidad introducida por la mutación combinarse de nuevas formas, que pueden expresarse como nuevos fenotipos. Ilustración 18. Ejemplo de selección disruptiva. 25 Ejercicio 3: Contesta lo que a continuación se te pide con tus propias palabras: 1. Menciona los pasos en qué consiste la teoría de Darwin: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. En qué consiste la primera predicción de Darwin: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3. En qué consiste la segunda predicción e Darwin: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 4. Cuantos tipos de selección existen y menciona en qué consiste cada uno: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3.4. Adaptación Es un rango anatómico, ilosóico o comportamental que es controlado por genes y que mejora las oportunidades de un individuo de sobrevivir y de dejar descendencia en un medio ambiente particular. Es una modiicación evolutiva que mejora las oportunidades de supervivencia y de éxito reproductivo de la población en un ambiente dado. Con el tiempo, la acumulación de modiicaciones podría dar por resultado nuevas especies. Tiempos era todo lo que se requería para que originaran nuevas especies, y los geólogos de la época, habían aportado pruebas de que la Tierra era los suicientemente antigua como para que se contara con el tiempo necesario. 26 Un ejemplo de una adaptación isiológica es la química del músculo de los conejos, que les permite una carrera rápida en busca de condiciones seguras. En el caso de una adaptación comportamental, se pude mencionar la conducta cooperativa de los lobos, que permite a una manada trabajar unida cuando realiza una caza de una peresa demasiado grande para que la capture sólo un lobo. Ilustración 19. Manada de lobos. 3.5. Otros agentes del cambio evolutivo La selección natural consiste, al igual que en la teoría darwiniana, en la supervivencia y la reproducción diferencial, es decir, algunos individuos tienen más probabilidades de sobrevivir y dejar descendencia que otros. 3.5.1. Mutaciones La variación aparece en una población a través de mutación, que es un cambio impredecible en el ácido desoxirribonucleico (DNA). Las mutaciones, que son la fuente de todos los nuevos alelos, son el resultado de: 1. Un cambio en los pares de bases nucleotídicas de un gen. 2. Una transposición de genes en los cromosomas, de modo que sus interacciones producen diferentes efectos. 3. Un cambio en la estructura del cromosoma. Las mutaciones ocurren de manera impredecible y espontánea. Algunos loci en particular pueden tener una secuencia de DNA que induzcan determinados tipos de mutación con mayor frecuencia que otros. Al parecer la frecuencia de mutación es relativamente estable para un locus especíico, pero varía en diversos órdenes de magnitud entre genes de una especie determinada y entre diferentes especies. No todas las mutaciones pasan de una generación a la siguiente. Las que ocurren en células somáticas (corporales) no son heredables. Cuando un individuo con una mutación somática muere, la mutación se pierde. Sin embargo, algunas mutaciones ocurren en las células reproductivas. Estas mutaciones pueden afectar a la descendencia de manera evidente, o no hacerlo, porque la mayor parte del DNA celular es “silencioso” y no codiica polipéptidos o proteínas que sean responsables de características físicas. La mutación por sí misma causa pequeñas desviaciones en las frecuencias alélicas respecto de las predichas por el principio de Hardy-Weinberg. Aunque las frecuencias alélicas pueden ser modiicadas por mutación, es típico que estos cambios sean varios órdenes de magnitud menores que los cambios causados por otros factores evolutivos, como la deriva genética. Como fuerza evolutiva, la mutación suele se insigniicante, pero es importante como la fuente deinitiva de variación. 27 Ilustración 20. Mutación animal. Ilustración 21. Mutación genética. 3.5.2. Flujo de genes Los miembros de una especie tienden a distribuirse en poblaciones locales más o menos aisladas o menos aisladas genéticamente de otras poblaciones. La migración de individuos reproductivos entre poblaciones causa un movimiento correspondiente de alelos, o lujo genético, que tiene consecuencias evolutivas considerables. Cuando de una población a otra inluyen alelos, suele incrementarse la cantidad de variabilidad genética dentro de la población que los recibe. Si el lujo genético entre dos poblaciones es bastante grande, estas poblaciones se vuelven genéticamente similares. Dado que el lujo genético tiende a reducir la cantidad de variación entre dos poblaciones, tiende asimismo a contrarrestar los efectos de la selección natural y de la deriva genética, las cuales a menudo hacen que las poblaciones sean cada vez más distintas. Si la intensidad de migración es considerable, y si las poblaciones diieren en sus frecuencias alélicas, pueden ocurrir cambios genéticos signiicativos. Por ejemplo, hace unos 10 000 años el ser humano moderno ocupaba ya todas las tierras emergidas importantes salvo unas pocas islas. Como la densidad poblacional era baja, las pequeñas y aisladas poblaciones humanas experimentaron deriva genética aleatoria y selección natural. 28 Ilustración 22. Un ejemplo de lujo genético, la migración. 3.5.3. Deriva genética El tamaño de una población tiene efectos importantes en las frecuencias alélicas, porque acontecimientos aleatorios, o fortuitos, tienden a causar cambios de magnitud relativamente mayor en una población pequeña. Si una población consta de sólo unos pocos individuos, un alelo presente a baja frecuencia en ella puede perderse por simple azar. Tal acontecimiento sería más improbable en una población grande. La producción de cambios evolutivos al zar en poblaciones reproductoras pequeñas se denominan deriva genética, la cual da por resultado cambios en las frecuencias alélicas entre generaciones sucesivas de una población. Un alelo puede eliminarse de la población por puro azar, independientemente de si el alelo es beneicioso, perjudicial o indiferente. De este modo, la deriva genética reduce la variación dentro de una población, aunque tiende a incrementar las diferencias genéticas entre distintas poblaciones. Ilustración 23 Deriva genética de un pinzón. 29 3.5.4. Apareamiento no aleatorio Este caso depende a menudo del comportamiento de los individuos frente a dos o más formas fenotípicas presentes en una población. Si bien, en principio, el apareamiento no aleatorio puede no producir cambios en la frecuencia de los alelos en cuestión, la expansión de una conducta discriminatoria podría llevar a la alteración del genotipo. Toda forma de apareamiento no aleatorio que tenga como base el fenotipo alterará las frecuencias de alelos en la población donde se lleva a cabo y los organismos rara vez se aparean estrictamente al azar. Por ejemplo, la movilidad de casi todos los animales es limitada y es más probable que se apareen con miembros cercanos de su especie. Además, quizá opten por aparearse con ciertos individuos de su especie y no con otros. El ganso de las nieves es un ejemplo de esto. Los individuos de esta especie se dan en dos “fases de color”; algunos gansos de las nieves son blancos y otros azules. Aunque los gansos tanto blancos como azules pertenecen a la misma especie, la elección de pareja no es aleatoria con respecto a la fase de color. Estas aves muestran una signiicativa tendencia a aparearse con una pareja del mismo color. Esta clase de preferencia por parejas que se asemejan a uno mismo se conoce como apareamiento asociativo. Otra forma común de apareamiento no aleatorio se presenta en las especies animales con sistemas de apareamiento en los que sólo unos pocos machos dominantes conquistan el acceso reproductivo a las hembras. En estas especies, que incluyen elefantes marinos, ciervos, alces, papiones y carneros de cuernos grandes, un número reducido de machos fecunda a todas las hembras. Por lo general, la fecundación viene luego de alguna especie de concurso entre los machos, en el que puede haber ostentación de fuertes sonidos o colores vistosos, gestos amenazantes i y combates reales. En muchas de las especies animales el apareamiento no es aleatorio porque uno de los sexos, normalmente la hembra, gobierna la selección de pareja y es muy exigente respecto a los requisitos que deben cubrir su pareja reproductiva. 30 Ilustración 16. Apareamiento no aleatorio en delines. Ejercicio 4: Ordena correctamente las frases que se te pide y escríbelas en la parte de abajo: en un ambiente dado que mejora las oportunidades de supervivencia la adaptación es una modiicación evolutiva y de éxito reproductivo de la población ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ en la supervivencia la selección natural consiste, y la reproducción diferencial ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ a través de mutación, en el ácido desoxirribonucleico (ADN) a variación aparece en una población que es un cambio impredecible ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ entre poblaciones causa un movimiento que tiene consecuencias evolutivas considerables la migración de individuos reproductivos correspondiente de alelos, o lujo genético, ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ la producción de cambios evolutivos al azar se denominan deriva genética en poblaciones reproductoras pequeñas ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 31 el acceso reproductivo a las hembras sólo unos pocos machos dominantes conquistan el apareamiento no aleatorio se presenta en las especies animales con sistemas de apareamiento en los que ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3.6. La teoría de la selección natural en la actualidad Una de las premisas en que Darwin basó su teoría de la evolución por selección natural es que los individuos transieren rasgos a la siguiente generación. Sin embargo, Darwin no pudo explicar cómo ocurre esto ni por qué varían los individuos de una población. Aunque fue contemporáneo de Gregor Mendel, quién dedujo los patrones básicos de la herencia, al parecer Darwin no estaba enterado del trabajo de Mendel, quien no fue reconocido por la comunidad cientíica hasta principios del siglo XX. 3.6.1. Teoría sintética de la evolución o Neodarwinismo A comienzos de 1930 y 1940, los biólogos consiguieron un gran logro conceptual cuando cambiaron los principios de la herencia mendeliana con la teoría de Darwin de la selección natural. El resultado fue una explicación uniicada de la evolución, que se conoce como síntesis moderna o, teoría sintética de la evolución. En este contexto síntesis se reiere a la combinación de partes de varias teorías previas para formar un todo uniicado. Alguno de los fundadores de la síntesis moderna fueron el genetista norteamericano Theodosius Dobzhansky, el genetista y estadista Ronald Fisher, el genetista británico J. B. S. Haldane, el biólogo británico Julian Huxley, el biólogo norteamericano Ernst Mayr, entre otros. La síntesis moderna incorpora los conocimientos en genética, sistémica, paleontológica, biología del desarrollo, etología y ecología. La mayoría de los biólogos no sólo aceptan los principios básicos de la síntesis moderna, sino que trata de entender mejor los procesos causales de la evolución. 32 Ilustración 25. Síntesis moderna. 3.6.2. Teoría del equilibrio puntual Aunque la teoría de especiación por aislamiento geográico fue creada en 1942, las teorías de gradualismo y evolución ilética se mantuvieron dentro de la paleontología hasta 1977, año en que Jay Gould y Niles Eldredge crearon la teoría del equilibrio puntual. De acuerdo con estos autores, en la paleontología debe estudiarse la evolución y origen de nuevas especies tomando como base al proceso de especiación alopátrida, opción que se basa en los siguientes aspectos: •El registro fósil es incompleto, pero los huecos son más evidentes donde se ubican los tipos de transición. •Esta eterna presencia de “eslabones perdidos” no es comprensible bajo el marco gradualista, pues las formas de transición debían ser tan abundantes como cualquier otra, por lo tanto, la misma probabilidad existiría para que se fosilizara una especie ya formada o un tipo intermedio. •Por el contrario, en la teoría de especiación por aislamiento geográico, se dan importantes cambios en el tamaño de las poblaciones, pues aunque la especie original sea muy numerosa, la población aislada que dará origen a otra puede estar constituida por unos pocos individuos. •Los organismos de transición entre la especie ancestral y descendiente, están dentro de la población aislada; esta población es el “eslabón perdido”, pero sus pequeñas dimensiones disminuyen la probabilidad de que los individuos puedan convertirse en fósiles. Por otro lado, los fósiles que se descubre pertenecen a individuos de las especies ya constituidas, adaptadas a un ambiente y que casi no sufren modiicaciones mientras existen. Los resultados son periodos en los que se tienen fósiles de diferentes especies, separados por “huecos”. Este patrón de presencia y ausencia de fósiles puede verse como una secuencia de fases de equilibrio con “brincos” entre las especies, de ahí el nombre de “equilibrio puntual”. Ilustración 26. Modelo gráico de la Teoría del Equilibrio Insular propuesta por MacArthur & Wilson (1963, 1967). El número de especies es función de las tasas de especiación y extinción. En una situación de equilibrio ideal, se alcanza un número estable. 33 Ejercicio 5: Contesta lo que se te pide: 1. Menciona en qué consiste la teoría sintética de la evolución: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. Menciona por lo menos dos características de la teoría del equilibrio puntual: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 4. Especiación Se conoce como especiación al proceso mediante el cual una población de una determinada especie da lugar a otra u otras poblaciones, asiladas reproductivamente de la población anterior y entre sí, que con el tiempo irán acumulando otras diferencias genéticas. El proceso de especiación, a lo largo de 3.800 millones de años, ha dado origen a una enorme diversidad de organismos, millones de especies de todos los reinos, que han poblado y pueblan la Tierra casi desde el momento en que se formaron los primeros mares. 4.1. Concepto biológico de especie Expresado originalmente por Ernst Mayr en 1942, una especie consiste en una o más poblaciones cuyos miembros son capaces de aparearse en la naturaleza y producir descendencia fértil, y no lo hacen con miembros de especies distintas, es decir, están aislados reproductivamente de ellos. En otras palabras, cada especie tiene un acervo génico que está separado de los acervos de otras especies, y las barreras reproductivas impiden a los individuos de una especie reproducirse, o intercambiar genes, con miembros de otra especie. Una ampliación del concepto biológico de especie mantiene que una nueva especie evoluciona cuando sus poblaciones llegan a quedar aisladas reproductivamente unas de otras. 4.2. Tipos de especiación La especiación ocurre de dos maneras alopátrida y simpátrida. 34 4.2.1. Alopátrida La especiación que ocurre cuando una población se separa geográicamente del resto de la especie y por tanto evoluciona por selección natural o deriva genética se conoce como especiación alopátrida (del griego allo, “diferente”, y patria, “lugar de nacimiento o patria”). La especiación alopátrida es el método más común de especiación, y explica la evolución de la mayor parte de las nuevas especies animales. El asilamiento geográico necesario para la especiación alopátrida puede producirse de numerosas maneras. La supericie terrestre está en constante cambio. Estos cambios incluyen el desplazamiento del curso de los ríos; la migración de los glaciares; la formación de cadenas montañosas; puentes de tierra que separan poblaciones acuáticas inicialmente unidas, y grandes lagos que se reducen a numerosas lagunas pequeñas y separadas geográicamente. Esta especiación también ocurre cuando una población pequeña migra o es dispersada (por ejemplo por una tormenta causal) y coloniza una nueva zona lejos de la distribución original de la especie. Las colinas no impiden que las avez de uno y otro lado contacten y se reproduzcan: son la misma especie Un obstáculo natural mas importante aisla las poblaciones. Con el tiempo estas evolucionan por separado y se convierten en dos especies Ilustración 19. Especiación Alopátrida. 4.2.2. Simpátrida Aunque el aislamiento geográico es un factor importante en muchos casos de evolución, no siempre es un requerimiento absoluto. En la especiación simpátrida (del griego, sym, “juntos” y patria “patria”), se desarrolla una nueva especie en la misma región geográica que su especie progenitora. La divergencia de las dos poblaciones en el mismo territorio geográico tiene lugar cuando los mecanismos de aislamiento reproductivo surgen al principio del proceso de especiación. La especie simpátrida en la evolución animal probablemente sea mucho menos importante que la especiación alopátrida; hasta ahora, la especiación simpátrida en animales ha sido difícil de demostrar en la naturaleza. 4.3. Radiación adaptativa 35 Los biólogos utilizan el elegante concepto de radiación adaptativa cuando encuentran variaciones de un mismo tipo de organismo o de una misma clase taxonómica, adaptadas a ambientes diferentes. Un claro ejemplo de radiación adaptativa, es la variedad de colores, tamaños, formas y funciones impresas en los millones de especies de insectos. Una mariposa Morpho no podría confundirse con una hormiga de casa, una abeja común jamás podría ser tomada por un ácaro del polvo, cada uno tiene rasgos propios de su modo de vida, aspecto y comportamiento. Sin embargo, todos ellos son reconocidos como insectos porque comparten un plan estructural casi idéntico: división del cuerpo en cabeza, tronco y abdomen, 6 patas y otras características que probablemente no recordamos desde que pisábamos las aulas. A veces, la especialización de estructuras de ciertos organismos (dada por la radiación adaptativa) es tal, que hace difícil la tarea de conocer a qué grupo pertenece un determinado individuo. Este caso se da con el caballito de mar o Hippocampus, un organismo marino que a primera vista se asemeja a la versión acuática de un corcel, a pesar de su peculiar aspecto, los caballitos de mar no son más que peces óseos pertenecientes al grupo de los teleósteos, el más popular y bien representado de todos los grupos de peces, cuatro de cada diez personas identiicaron correctamente al caballito de mar como un pez. Ilustración 28. Diversos tipos de caballitos y estrellas de mar. Ejercicio 6: Completa las siguientes frases con las palabras que se muestran en la parte de abajo: 1. En la especiación ____________, se desarrolla una nueva especie en la misma región geográica que su especie ___________. La divergencia de las dos poblaciones en el mismo territorio geográico tiene lugar cuando los ____________ de aislamiento reproductivo surgen al principio del ___________ de especiación. 2. La especiación que ocurre cuando una población se separa _______________ del resto de la especie y por tanto evoluciona por ___________ natural o deriva genética se conoce como especiación _________. 36 3. Los biólogos utilizan el concepto de ___________ adaptativa cuando encuentran variaciones de un mismo tipo de ____________ o de una misma clase ___________, adaptadas a ambientes diferentes. 4. ____________es el proceso mediante el cual una __________ de una determinada especie da lugar a otra u otras poblaciones, ___________ reproductivamente de la población anterior y entre sí, que con el tiempo irán acumulando otras diferencias ___________. Palabras: Especiación Progenitora Radiación Proceso Genéticas Organismo Selección Mecanismo Alopátrida Geográicamente Taxonómica Simpátrida Asiladas Población 5. Historia de la vida en la Tierra Los modelos actuales proponen que primero se formaron pequeñas moléculas orgánicas de modo espontáneo y se acumularon con el tiempo. Pudieron acumularse en lugar de ser degradadas (como ocurriría en la actualidad) porque las condiciones eran distintas. Los dos factores que ahora degradan a las moléculas orgánicas (oxígeno libre y otros seres vivos) estaban ausentes en la Tierra primitiva. Los indicios geológicos, en particular, el registro paleontológico, han aportado mucho de los que se sabe acerca de la historia de la vida: qué tipos de organismos existieron, y cuándo y dónde vivieron. Se determina que los organismos aparecen en el registro fósil, luego desaparecen y son sustituidos por otros. Al principio predominaron los procariontes unicelulares, seguidos por eucariontes unicelulares. Los primeros eucariontes multicelulares, animales de cuerpo blando que no dejaron muchos fósiles, aparecieron hace más de 630 millones de años en el mar. Los animales con concha y muchos otros invertebrados (animales sin columna vertebral) marinos aparecieron después; son ejempliicados por los trilobites, los cuales eran miembros de un gran grupo de artrópodos acuáticos primitivos que vivieron durante la era paleozoica. Ilustración 29. Trilobite. Los invertebrados marinos fueron seguidos por los primeros vertebrados. Los primeros peces con mandíbulas surgieron y diversiicaron; algunos dieron a los anibios, que también se dispersaron y diversiicaron. Hace unos 300 millones de años, los anibios dieron origen a los reptiles, que se diversiicaron y poblaron la tierra. De los reptiles a su vez surgieron las aves y los mamíferos de manera independiente. Las plantas tuvieron una historia evolutiva y una diversiicación comparables. 37 5.1. Origen del universo El Universo es el conjunto de astros que se hallan en el espacio; está formado por millones de galaxias, las cuales están formadas de millones de estrellas, cada una de ellas es el centro de un sistema solar en torno al cual gravitan otros astros como planetas, satélites, cometas y asteroides. El Universo surgió hace unos 15 000 millones de años, debido a una gran explosión de materia y energía, denominada Big Bang, que provocó una gigantesca nube de polvo y gas de elevada temperatura; y posteriormente esta inmensa nube fue enfriándose originándose los diversos astros que forman el Universo. Ilustración 30. El origen del universo. 5.1.1. Teoría del estado estacionario o invariable Fue manejada por el matemático y astrofísico teórico británico Fred Hoyle, y apoyada por dos de sus colegas de origen austriaco, Thomas Gold y Hermann Bondi. Su contra propuesta era de que el universo es: "siempre ha sido y siempre será como hoy; permanece en estado estacionario. Nunca empezó y nunca tendrá in..." Defendieron ilosóicamente esta teoría sobre la base de lo que habían designado el principio cosmológico perfecto. La versión original del principio cosmológico, primordial para la teoría del Big Bang, sostiene que para cualquier observador el universo debe parecer el mismo en cualquier lugar del espacio. La versión más pulcra expande los parámetros para incluir el tiempo, lo que implica que el universo debe presentar la misma cara en cualquier momento, pasado, presente o futuro. 38 Matemáticamente fundamentaron su propuesta derivada de una modiicación de la relatividad general; siendo que sus ecuaciones producían un universo en expansión con una densidad constante, sin especiicar el tipo de materia necesaria para mantener a ésta dentro de un volumen creciente; en esta versión, la materia-energía no diferenciada se crea a una velocidad relacionada en las ecuaciones con ritmo de expansión. Lo último, invitó a muchos a pensar por qué, si se crea materia, nadie lo ha podido distinguir en las observaciones, para lo cual la respuesta que usaban los defensores del Estado Estacionario era de que para llenar los espacios vacíos dejados por las galaxias en dispersión, nace permanentemente nueva materia, creada de la energía existente, a razón de 1 átomo por cada 500 decímetros cúbicos (1/2 m3) de espacio y por cada 1 000 millones de años. 5.1.2. Teoría de la gran explosión (Big Bang) Supone que, hace entre 12,000 y 15,000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona excepcionalmente pequeña del espacio, y explotó. La materia salió impulsada con gran energía en todas direcciones. Los choques y un cierto desorden hicieron que la materia se agrupara y se concentrase más en algunos lugares del espacio, y se formaron las primeras estrellas y las primeras galaxias; desde entonces, el Universo continúa en constante movimiento y evolución. Esta teoría se basa en observaciones rigurosas y es matemáticamente correcta desde un instante después de la explosión, pero no tiene una explicación para el momento cero del origen del Universo, llamado "singularidad". Ilustración 31. Big-bang. 5.2. Origen de la Tierra y el sistema planetario Los astrónomos han podido concluir que la formación de nuestro Sistema Solar Planetario se llevó a cabo en un proceso que fue ocurriendo al mismo tiempo. De modo que, la Tierra, el Sol y Júpiter, por mencionar algunos de ellos, tienen la misma edad. El inicio de la formación de nuestro Sistema Solar Planetario ocurrió hace aproximadamente 455 miles de millones de años, en esa época, el universo que se conoce era más joven y tenía una edad de entre 7 y 11 mil millones de años. La materia prima para formar nuestro sistema solar fue: gas, principalmente hidrógeno, helio y polvo, integrado por todos los demás elementos que se conocen. A la mezcla de gas y polvo que dio origen a nuestro Sistema Solar Planetario se le conoce como nebulosa solar (de hecho, las leyes de la naturaleza son generales y seguramente todas las estrellas que vemos en el cielo 39 surgieron de una nebulosa semejante, con mayor o menor cantidad de materia). Esa materia o nebulosa solar se encontraba allí como el vestigio emitido al espacio por estrellas que brillaron y se extinguieron antes que nuestro Sol. Por este motivo, justamente, actualmente se dispone de una riqueza de elementos químicos que ciertamente hicieron más probable el surgimiento de la vida. El Sol es por ello una estrella de, al menos, segunda generación; las estrellas de primera generación, con sólo hidrógeno y helio, no pudieron formar planetas constituidos con elementos pesados. El papel de la fuerza de gravedad para el inicio y consolidación del Sistema Solar ha sido esencial, la cual es una fuerza de atracción y depende de la cantidad de materia, por lo que es la responsable de mantenernos con un cierto peso sobre la supericie de la Tierra y evita que nos desprendamos de ella. Tiene la característica de crecer de manera directamente proporcional con la cantidad de materia, mientras mayores sean las masas, mayor será la intensidad de la fuerza de gravedad. Ilustración 32. Origen del Sistema Solar. La Tierra es el tercer planeta del Sistema Solar. Esta situación orbital y sus características de masa la convierten en un planeta privilegiado, con una temperatura media de unos 15º C, agua en forma líquida y una atmósfera densa con oxígeno, condiciones imprescindibles para el desarrollo de la vida. 40 Hace unos 4.600 millones de años la corteza de la Tierra comenzó a consolidarse y las erupciones de los volcanes empezaron a formar la atmósfera, el vapor de agua y los océanos. El progresivo enfriamiento del agua y de la atmósfera permitió el nacimiento de la vida, iniciada en el mar en forma de bacterias y algas, de las que derivamos todos los seres vivos que habitamos hoy nuestro planeta tras un largo proceso de evolución biológica. Ilustración 33. Origen de la vida en el agua. 5.2.1. Teoría de las estrellas binarias Ilustración 34. Modelos de estrellas binarias de rayos x. Los astrónomos han logrado identiicar una diversidad de sistemas binarios en interacción, los cuales se han ido clasiicando en función de los mecanismos de transferencia de masa y de los tipos de estrellas que los componen. Un sistema binario de rayos X está formado, ordinariamente, por una estrella visible y una de neutrones o un agujero negro. Esos compañeros de la estrella visible, son objetos cósmicamente peculiares cuyo tamaño es semejante al de una gran ciudad, pero mucho más masivos que el Sol y sus emisiones de rayos X, en cuanto a energía, equivalen a 10 000 veces más que la que emite el astro rey en su totalidad. Esa inmensa energía, es generada por el material de la estrella visible que luye sobre la estrella de neutrones o el agujero negro, la cual es atraída por la fuerte gravedad de esos objetos. 41 5.2.2. Teoría de las nubes de polvo Las nubes de polvo se comprimen hasta alcanzar presiones insostenibles y empiezan a arder nuevas estrellas. Los agujeros negros devoran materia como no lo habían hecho nunca y cuando la colisión termina, es seguro que no ha quedado nada vivo en un radio de cien mil años luz. Ilustración 26. Nubes de polvo. Ejercicio 7: Marca si es frase es verdadera o falsa: 42 1. El Universo surgió hace unos 3000 millones de años, debido a una gran explosión de materia y energía: 2. En la Teoría de las nubes de polvo, las nubes de polvo se comprimen hasta alcanzar presiones insostenibles y empiezan a arder nuevas estrellas. 3. Teoría de la gran explosión (Big Bang), supone que, hace entre 12,000 y 15,000 millones de años, toda la materia del Universo estaba concentrada en una zona excepcionalmente pequeña del espacio, y explotó. 4. La materia prima para formar nuestro sistema solar fue: gas, principalmente hidrógeno, helio y polvo, integrado por todos los demás elementos que se conocen. 5. Los dos factores que ahora degradan a las moléculas orgánicas (oxígeno libre y otros seres vivos) estaban presentes en la Tierra primitiva: V o F V o F V o F V o F V o F 6. La Teoría del estado estacionario o invariable, fue manejada por el matemático y astrofísico teórico británico Fred Hoyle, y apoyada por dos de sus colegas de origen austriaco, Thomas Gold y Hermann Bondi. 7. Un sistema ordinario de rayos X está formado, ordinariamente, por una estrella invisible y una de neutrones o un agujero negro. V o F V o F 5.3. Origen de la vida sobre la tierra Muchos biólogos especulan que la vida se originó una sola vez, y que sus comienzos se dieron en condiciones ambientales muy distintas de las actuales. Por tanto, hay que examinar las condiciones de la Tierra primitiva para comprender el origen de la vida. Aunque nunca se sabrá con certeza cuáles fueron las condiciones exactas en que la vida surgió. Ilustración 35. Condiciones en la Tierra primitiva. 5.3.1. Creacionismo Desde tiempos antiguos se propusieron diferentes hipótesis y teorías para comprender el origen de la vida. Las primeras explicaciones se basaron en un origen divino, es decir, sostenían que la creación del Universo y de la vida ocurrió por la voluntad del supremo y sobrenatural. El creacionismo es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente. El creacionismo tiene una historia de varios miles de años y se ha encontrado en conlicto con el evolucionismo. 43 Ilustración 36. Creacionismo y evolucionismo. Las escrituras hebreas proveen la más detallada y más prestigiosa versión de la creación, conocida como creacionismo bíblico, el cual es aceptado por la mayoría de cristianos ortodoxos y judíos. El creacionismo islámico es idéntico a la estructura de la narrativa del creacionismo bíblico, pero tiene sus pequeñas diferencias. En el siglo XIX, con el auge del método cientíico, los creacionistas comenzaron una búsqueda sistemática de conocimiento, conocida como ciencias de la creación, que se desarrolló en prominencia a lo largo del siglo XX hasta hoy. 5.3.2. Generación espontánea La generación espontánea es la hipótesis que dice que los seres vivos se pueden originar de materia no viviente. Uno de sus principales precursores de ésta teoría fue el maestro y ilósofo griego Aristóteles, el cual había observado una charca durante un largo período de sequía. El agua de la charca se fue secando hasta que solo quedó fango en el fondo, al terminar la sequía, la charca se volvió a llenar de agua. Aristóteles observaba que, al principio, no había peces, después, observó peces en la charca; Aristóteles llegó a la conclusión de que estos peces no habían sido producidos por otros peces, debido a que todos los peces que había antes murieron durante la sequía, por lo que señaló de que los nuevos peces habían salido del fango. A través de un experimento con frascos de diferentes formas de cuellos, Pasteur llegó a la conclusión de que la generación de microorganismos dependía directamente de la contaminación por los microorganismos de las partículas de polvo que hay en el aire. El trabajo de Pasteur conirmó la hipótesis de la biogénesis. 44 Ilustración 37. Representación de la generación espontanea. 5.3.3. Panspermia Según la cual la vida no se originó en la Tierra sino en algún otro lugar de la galaxia y fue traída a través del espacio, si la vida se originó en otro lugar y luego fue introducida en la Tierra, es posible que haya dispuesto de más tiempo para comenzar. Sin embargo, si la panspermia es correcta, aún nos queda la tarea de encontrar una explicación satisfactoria para el origen de la vida; el problema simplemente se transiere a otro planeta. Ilustración 38. La Panspermia. 5.3.4. Teoría físico-química (Teoría de Oparin-Haldane y experimentos de Miller y Urey) Deben haberse cumplido cuatro requerimientos para la evolución química de la vida: ausencia total o casi total de oxígeno libre, una fuente de energía, “bloques de construcción” químicos y tiempo. •Primero, la vida sólo pudo haber comenzado en ausencia de oxígeno libre. El oxígeno es muy reactivo, y habría oxidado las moléculas orgánicas que son los componentes necesarios para el origen de la vida. La atmósfera primitiva terrestre era quizá fuertemente reductora, 45 lo cual signiica que cualquier oxígeno libre habría reaccionado con otros elementos para formar óxidos. De este modo, el oxígeno se habría incorporado a compuestos. •Un segundo requerimiento, era la energía que realizara el trabajo de construir moléculas biológicas a partir de compuestos inorgánicos simples. La Tierra primitiva era un ligar de alta energía con violentas tormentas eléctricas, vulcanismo generalizado, bombardeo de meteoritos y otros objetos extraterrestres e intensa radiación, incluyendo radiación ultravioleta del Sol. Tal vez el Sol “joven” producía de una capa de ozono protectora que bloqueara gran parte de esa radiación. •En tercer lugar, deben haber estado presentes las sustancias químicas necesarias como constituyentes para la evolución química. Entre ellas se incluían agua, minerales inorgánicos disueltos (presentes como iones) y los gases de la atmósfera primitiva. •Un último requerimiento fue tiempo suiciente para que las moléculas se acumularan y reaccionaran. La edad de la Tierra es de unos 4 600 millones de años, y los más antiguos vestigios conocidos de la vida datan que hace unos 3 800 millones de años, de modo que la vida tardó un máximo de 800 millones de años en comenzar. Ejercicio 8: Subraya la respuesta correcta: 1. Es la hipótesis que dice que los seres vivos se pueden originar de materia no viviente: El creacionismo La generación espontánea 2. El trabajo de Pasteur conirmó la hipótesis de la: Panspermia Biogénesis 3. Es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente: El creacionismo El Big Bang 4. La Teoría físico-química fue realizada por: Oparin-Haldane Aristóteles 5. Muchos biólogos especulan que la vida se originó una sola vez, y que sus comienzos se dieron en condiciones ambientales: Muy distintas de las actuales Muy similares a las actuales 46 6. Teoría según la cual la vida no se originó en la Tierra sino en algún otro lugar de la galaxia y fue traída a través del espacio: El creacionismo Panspermia 5.4. Origen del metabolismo y la información genética Para subsistir, los seres vivos toman sustancias del medio; las transforman en el interior de las células, utilizan las sustancias resultantes de dichos cambios y eliminan los desechos. Todo el proceso se denomina metabolismo celular. El metabolismo es el conjunto de procesos químicos que tienen lugar en las células; permite generar energía y obtener materia para el crecimiento, la eliminación de los desechos y otras funciones isiológicas. El metabolismo ocurre en dos fases: anabolismo y catabolismo. El anabolismo es la fase constructiva en la cual la célula toma materiales recibidos del líquido extracelular y los utiliza para formar partes estructurales; en este caso hasta energía. Un ejemplo de anabolismo es la unión de los aminoácidos durante la síntesis de proteínas; otro ejemplo es el proceso de fotosíntesis. El catabolismo es un proceso destructivo o de degradación de macromoléculas que tienen como inalidad la obtención de energía; ejemplos: la respiración celular y la digestión. La información génica, se denomina como un conjunto de mensajes codiicados en los ácidos nucleicos que origina la expresión de los caracteres hereditarios propios de los seres vivos mediante reacciones bioquímicas. El ciclo celular es una secuencia regular y repetitiva de crecimiento y reproducción de casi todas las células; la reproducción de las células ocurre mediante un proceso conocido como división celular, en este proceso, el material genético que viene siendo el DNA, se duplica y luego se divide en dos nuevas células, llamadas células hijas. Ilustración 39. Ejemplo de metabolismo. 5.4.1. Aparición de autótrofos y heterótrofos A los largo de la historia se han encontrado varios cambios dentro de los cuales aparecieron los autótrofos y heterótrofos. La fotosíntesis transforma la energía solar en energía química al formar carbohidratos. Los organismos fotosintéticos, como plantas, algas y cianobacterias, son conocidos como autótrofos porque producen su propio alimento. Las fotosíntesis genera una cantidad enorme de carbohidratos; tanto que si se transformaran instantáneamente en carbón y éste se carga en los vagones de un ferrocarril (cada carro con capacidad aproximada de 50 toneladas), los fotosintetizadores de la biosfera llenarían de carbón más de 100 vagones por segundo. 47 Ninguno de estos asombrosos organismos fotosintéticos puede sostenerse a sí mismo y a todos los seres vivos sobre la Tierra. Con pocas excepciones se puede rastrear cualquier cadena alimenticia a partir de plantas y algas; en otras palabras los productores con capacidad para sintetizar carbohidratos no sólo se alimentan ellos mismos, sino a otros consumidores, los cuales captan moléculas orgánicas preformadas. De manera general, los consumidores se conocen como heterótrofos; tanto los autótrofos como los heterótrofos utilizan moléculas orgánicas producidas por la fotosíntesis como fuente de construcción de bloques para crecimiento y reparación, así como fuente de energía química para el trabajo celular. AUTOTROFOS HETEROTROFOS PRODUCTORES CONSUMIDORES Hervívoros Carnívoros DESCOMPONEDORES Ilustración 40. Organismos fotosintéticos. 5.4.2. Surgimiento de la respiración Todos los seres vivos necesitan alimentos, los cuales proporcionan energía y sustancias que formarán parte de las células, como proteínas, lípidos, carbohidratos, ácidos nucleicos, vitaminas y minerales. Para poder obtener la energía necesaria, las células realizan un proceso bioquímico, es decir, un conjunto de reacciones químicas llamado respiración celular. La glucosa es el carbohidrato principal utilizado como combustibles por la célula para obtener energía; cuando no está disponible, la célula puede producir energía de la transformación química de las proteínas y los lípidos. La energía de la transformación química de las proteínas y los lípidos. La energía contenida en dichas sustancias puede ser liberada cuando se combinan con oxígeno y después se almacena como trifosfato de adenosina (ATP), por ejemplo; a este proceso se le denomina respiración, de la cual hay dos tipos: 48 •Respiración celular aerobia: en ella se consume oxígeno y por ello recibe este nombre. Es realizada por todo tipo de células, con excepción de ciertas bacterias que son anaerobias estrictas. •Respiración celular anaerobia: en ella no se consume oxígeno. El proceso respiratorio ocurre dentro de las mitocondrias celulares. En el caso de batería y cianobacterias, que no poseen organelos, la respiración ocurre en el citoplasma. La respiración celular sirve, fundamentalmente, para extraer energía de la glucosa. Al descomponerse la glucosa, se van formando moléculas de ATO (trifosfato de adenosina) a partir de la unión de moléculas de fósforo (P) y difosfato de adenosina (ADP). Las moléculas de ATP “guardan” esa energía en sus enlaces. 5.4.3. Teoría endosimbiótica de Lynn Margulis Esta teoría establece que organelos como mitocondrias y cloroplastos pueden haberse originado a partir de relaciones simbióticas (mutuamente ventajosas) entre dos organismo procariontes. Erario Ilustración 41. Teoría endosimbiótica. Se piensa que los cloroplastos se originaron de baterías fotosintéticas (tal vez cianobacterias) que vivían dentro de células heterótrofas más grandes, mientras que las mitocondrias posiblemente eran bacterias aerobias (tal vez bacterias purpuras) que también vivían dentro de células anaerobias más grandes. De este modo, las células eucarióticas primitivas estaban constituidas por procariontes que antes habían sido de vida libre. La principal prueba a favor de la teoría endosimbiótica es que mitocondrias y cloroplastos poseen parte alguna parte de su propio material genético y componentes traduccionales. Tienen su propio DNA y sus propios ribosomas. 49 Ejercicio 9: En la oración escribe el número de la respuesta que corresponda: 1. Organismos que no producen su propio alimento, sólo son consumidores se conocen como: _______________________________________ 2. Tipo de respiración celular en donde se consume oxígeno: ___________________________ 3. Los organismos fotosintéticos, como plantas, algas y cianobacterias, producen su propio alimento y son conocidos como:____________________________________ 4. El es un proceso destructivo o de degradación de macromoléculas que tienen como inalidad la obtención de energía; ejemplos: la respiración celular y la digestión:____________________ 5. Es la fase constructiva en la cual la célula toma materiales recibidos del líquido extracelular y los utiliza para formar partes estructurales; en este caso hasta energía:____________________ 6. Es el conjunto de procesos químicos que tienen lugar en las células; permite generar energía y obtener materia para el crecimiento, la eliminación de los desechos y otras funciones isiológicas: _______________________________________ 7. Teoría que establece que los organelos como mitocondrias y cloroplastos pueden haberse originado a partir de relaciones simbióticas (mutuamente ventajosas) entre dos organismo procariontes:_____________________________ 8. El metabolismo ocurre en dos fases:________________________________ 9. Tipo de respiración celular en la cual no se consume oxígeno: ________________________ 10. Para poder obtener la energía necesaria, las células realizan un proceso bioquímico, es decir, un conjunto de reacciones químicas llamado: ___________________________________ 2 El metabolismo 8 Heterótrofos 1 Anabolismo 9 Anabolismo y catabolismo 3 Catabolismo 4 Endosimbiótica de Lynn Margulis 7 Autótrofos 5 Aerobia 50 10 Anaerobia 5.5. Escala del tiempo geológico La Escala del Tiempo Geológico está subdividida en seis eras cuya etimología griega se reiere a cinco etapas en el desarrollo de la vida en nuestro planeta, las cuales a su vez son subdivididas en periodos y estos últimos en épocas. Las eras geológicas son: Eras: Periodos: Era Azoica (sin vida): también llamada Arcaica, inició con la aparición del planeta Tierra hace 4,600 millones de años. Aunque la corteza terrestre estaba ya solidiicada y se habían formado las rocas ígneas, las altas temperaturas impidieron la aparición de la vida. Era Arqueozoica o Proterozoica: época en la que surgieron en el agua las formas más elementales de vida; además de las plantas inferiores aparecieron colonias de algas, amebas, etc. Se formaron también las rocas sedimentarias. Respecto a las formas de vida, los cambios son constantementes por los nuevos descubrimientos de la ciencia. 51 52 Era primaria o paleozoica: se inició con la aparición de la atmósfera y la formación de las rocas calizas. Esta era se divide en cinco diferentes períodos: *Cámbrico (600 a 490 millones de años): se caracterizó por la aparición de los helechos, musgos, corales, trilobites, escorpiones, esponjas, etc. *Silúrico (490 a 400 millones de años): en él aparecieron las salamandras, los anibios traqueados y los primeros arácnidos y peces. *Devónico (400 a 350 millones de años): la vida dejó de ser predominantemente marina y aparecieron los batracios. Prosperan los primeros peces. *Carbonífero (350 a 270 millones de años): se caracterizó por la exuberante vegetación que, al descomponerse, dio origen a yacimientos de carbón. Durante este período aparecieron grandes libélulas y árboles de escama. *Pérmico (270 a 220 millones de años): aparecieron los primeros reptiles. Era secundaria o mesozoica: era de los grandes reptiles y se encuentra dividida en tres períodos geológicos: *Triásico (220 a 180 millones de años). *Jurásico (180 a 135 millones de años). *Cretáceo (135 a 70 millones de años). Era terciaria o cenozoica: era en la que aparecieron los mamíferos al tiempo que la intensa actividad volcánica modiicó la corteza terrestre. Se divide en cinco períodos geológicos: *Paleoceno (70 a 55 millones de años): aparecieron los mamíferos voladores y los peces actuales. *Eoceno (55 a 35 millones de años): caracterizado por la formación de las grandes cordilleras: el Himalaya, los Alpes, los Andes y las Montañas Rocosas. El clima se modiicó y los mamíferos se desarrollaron en todo el planeta. Aparecieron los primeros primates. *Oligoceno (35 a 25 millones de años): aparecieron los buitres gigantes. *Mioceno (25 a 12 millones de años): la tierra se cubrió de pastos, aparecieron las estaciones y los árboles de hojas caducifolias. Los mamíferos evolucionaron hacia las formas actuales y surgieron algunas formas superiores de primates. Se divide en tres subperíodos (Inferior, Medio y Superior). *Plioceno (12 a 1 millón de años): los continentes se coniguraron con formas y extensiones muy parecidas a las actuales. Se presentaron cambios climáticos y se produjeron las primeras heladas. La evolución de los primates avanzó considerablemente. Era cuaternaria o antropozoica: la duración de esta era se calcula en 1 millón de años, caracterizandose por las glaciaciones, fenómeno por el cual una gran parte del planeta se cubrió con una inmensa capa de hielo. Muchas especies desaparecieron pero surgieron algunas nuevas. Durante esta era apareció realmente el hombre (el Homo neanderthalensis y el Homo sapiens). El Cuaternario se divide en dos períodos: *Pleistoceno (1 millón a 25.000 años): en este período las glaciaciones invadieron parte de los continentes. *Holoceno (25.000 años hasta hoy): caracterizado por la retirada de los hielos y el poblamiento y transformación de la tierra por parte de grupos humanos. Es el período que actualmente vivimos. 52 Ilustración 42. Escala del tiempo geológico. Ejercicio 10: Relaciona ambas columnas según corresponda: Era secundaria o mesozoica 1. Periodo en que aparecieron los primeros reptiles: Oligoceno 2. Era en la que apareció el hombre: Era primaria o paleozoica 3. Era en la que aparecieron los mamíferos: Era Arqueozoica o Proterozoica 4. Era en la cual no existía vida: Era cuaternaria o antropozoica 5. Surgieron en el agua las formas más elementales de vida: 6. Periodo en que aparecieron los buitres gigantes: Pérmico 54 Era Azoica 7. Se inició con la aparición de la atmósfera y la formación de las rocas calizas: Era terciaria o cenozoica Pleistoceno 8. En este período las glaciaciones invadieron parte de los continentes. 9. Era de los grandes reptiles: Ejercicio 11: Acomoda las eras de manera cronológica, asignándoles un número y escribe algunas características que las deinan: Orden: Eras: Características: Era Arqueozoica o Proterozoica Era cuaternaria o antropozoica Era secundaria o mesozoica Era Azoica (sin vida) Era primaria o paleozoica Era terciaria o cenozoica 5.6. Las extinciones en masa La primera gran extinción en masa de especies de organismos en la Tierra ocurrió en el Precámbrico Superior, hace unos 670 millones de años, en donde la vida animal se encontraba todavía diseminada y esa extinción en masa de especies de organismos exterminó la población de itoplancton unicelular del océano, que fueron los primeros organismos que desarrollaron células con núcleos, tal desaparición coincidió con un periodo en el que los glaciares cubrían muchas zonas del planeta. Cuando se fundió el hielo, casi al inal del Precámbrico, apareció una gran diversidad de especies nuevas de organismos, cuyo aspecto era distinto a cualquier otro anterior. La mayoría de las extinciones en masa de especies de organismos siguen a periodos de enfriamiento del planeta, sin embargo, no todo enfriamiento climático ha venido acompañado de una glaciación; aunque los niveles del mar durante muchas extinciones no eran inferiores a los actuales, los niveles del mar sí se reducen considerablemente durante los periodos de glaciaciones porque grandes cantidades de agua del mar quedan atrapadas en las extensas supericies de hielo. Estas supericies reducen las áreas de hábitat de aguas poco profundas, generando condiciones de superpoblación y de escasez de reservas de alimentos por 55 todo el planeta. Las bajas temperaturas restringen la distribución geográica de las especies de organismos, que quedan coninadas en las zonas más cálidas en torno al ecuador de la Tierra. Cuando los dinosaurios se extinguieron, la mayoría de los mamíferos eran pequeñas criaturas nocturnas con una variedad limitada, aparentemente, ciertas características de supervivencia de los mamíferos les dieron la posibilidad de reemplazar a los dinosaurios. Uno de estos rasgos pudo haber sido su inteligencia, aunque se considera que muchas especies de dinosaurios eran inteligentes, los mamíferos tenían además sangre caliente, aunque también algunas especies de dinosaurios tenían sangre caliente. Las especies de organismos que se extinguieron puede ser que hubieran estado desarrollando ciertos rasgos desfavorables durante los tiempos normales. Esto puede ocurrir incluso dentro de los mismos organismos, ya que las especies hijas desarrollan unas habilidades de supervivencia más eicaces, reemplazando a las especies madres. Ilustración 43. Fósiles. 5.7. Origen y evolución del ser humano El ser humano es un mamífero que pertenece a los primates. Eso no quiere decir exactamente que las personas descendamos de los monos. Lo que ocurre es que tanto ellos como nosotros hemos evolucionado a partir de antepasados comunes. 56 Ilustración 44. Evolución del ser humano. •Australopitecos: estos primates eran de baja estatura, tenían un cerebro poco desarrollado y probablemente caminaban sobre dos piernas, algunos de ellos evolucionaron hacia el género Homo. Ilustración 45. Australopitecos. •Homo habilis: es el primer Homo; apareció hace unos dos millones y medio de años, desarrolló su inteligencia y fabricó los primeros utensilios, así como las primeras armas de caza, debe su nombre precisamente a esta habilidad para crear herramientas. Ilustración 46. Homo habilis. •Homo erectus: tiene una antigüedad de 1.5 millones de años, utilizaba el fuego, fabricaba hachas de mano, raspadores, cuchillas y diversas puntas de piedra, y se cubría con pieles de animales, se llama erectus porque se pensó que era la primera especie que caminó erguida. Ilustración 47. Homo erectus. •Hombre de Neandertal: era de complexión muy robusta y musculosa, vivió en una época de intenso frío lo que le llevó a elaborar vestidos con pieles y a buscar refugio en cuevas y abrigos rocosos, cerca de valles luviales donde era fácil obtener agua y comida, también era capaz de fabricar varios instrumentos a partir de una misma piedra, utilizaba el fuego y enterraba a sus muertos. Ilustración 48. Hombre de Neandertal. •Homo sapiens sapiens: los humanos actuales procedemos de una pequeña población de Homo sapiens sapiens que vivió en África hace unos 100,000 o 200,000 años. Ilustración 49. Homo sapiens sapiens. 57 Ejercicio 12: Contesta las siguientes preguntas según consideres: 1. Menciona algunas características sobre la extinción en masa: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. Es el primer Homo; apareció hace unos dos millones y medio de años, desarrolló su inteligencia y fabricó los primeros utensilios: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3. Vivió en una época de intenso frío lo que le llevó a elaborar vestidos con pieles y a buscar refugio en cuevas y abrigos rocosos: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 4. Vivió en África hace unos 100,000 o 200,000 años: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 5. Primates eran de baja estatura, tenían un cerebro poco desarrollado: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 6. Se cubría con pieles de animales, se pensó que era la primera especie que caminó erguida, fabricaba hachas de mano, raspadores: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 58 Resumen La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas especies en otras especies descendientes, que encierra la extinción de la gran mayoría de las especies que han existido. Aristóteles consideraba que los seres vivos son imperfectos pero “avanzan hacia un estado más perfecto”. Lamarck, fue el primer cientíico en proponer que los organismos experimentan cambios con el tiempo como resultado de algún fenómeno natural más que de intervención divina. Darwin consideró la selección natural como el mecanismo principal que genera cambios en los seres vivos. Mucho antes de Darwin, se habían descubierto fósiles incrustados en rocas. Algunos de ellos correspondían a partes de animales actuales, pero otros eran extremadamente distintos a cualquier especie conocida. La anatomía comparada revela la existencia de estructuras vestigiales. Muchos organismos presentan órganos o partes de órganos al parecer no funcionales y degenerados. La embriología es la ciencia biológica que estudia el desarrollo prenatal de los organismos y trata de comprender y dominar las leyes que lo regulan y rigen. La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular. El estudio de la distribución geográica pasada y presente de plantas y animales se denomina biogeografía. La teoría de Darwin está formada por cuatro hipótesis descriptivas y dos predicciones. Cada hipótesis reúne un gran número de observaciones, cada predicción declara lo que debe ser verdadero si la hipótesis es verdadera. La selección natural no actúa de manera directa sobre el genotipo de un organismo. El fenotipo representa una interacción entre el ambiente y todos los alelos de un solo locus determinen el fenotipo, como Mendel observó primero en el guisante de jardín; y maneja tres tipos de selección: -El proceso de selección natural que se asocia a una población bien adaptada a su ambiente se conoce como selección estabilizadora. - Un ambiente cambia con el tiempo, la selección direccional puede favorecer a los fenotipos de uno de los extremos de la curva de distribución normal. - La selección disruptiva es un tipo especial de selección direccional en el que hay tendencia en más de un sentido. La variación aparece en una población a través de mutación, que es un cambio impredecible en el ácido desoxirribonucleico (DNA). Se conoce como especiación al proceso mediante el cual una población de una determinada especie da lugar a otra u otras poblaciones, asiladas reproductivamente de la población anterior y entre sí, que con el tiempo irán acumulando otras diferencias genéticas. Los indicios geológicos, en particular, el registro paleontológico, han aportado mucho de los que se sabe acerca de la historia de la vida: qué tipos de organismos existieron, y cuándo y dónde vivieron. El Universo surgió hace unos 15 000 millones de años, debido a una gran explosión de materia y energía, denominada Big Bang, que provocó una gigantesca nube de polvo y gas 59 de elevada temperatura; y posteriormente esta inmensa nube fue enfriándose originándose los diversos astros que forman el Universo. El inicio de la formación de nuestro Sistema Solar Planetario ocurrió hace aproximadamente 4 55 miles de millones de años, en esa época, el universo que se conoce era más joven y tenía una edad de entre 7 y 11 mil millones de años. El creacionismo es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente. El metabolismo es el conjunto de procesos químicos que tienen lugar en las células; permite generar energía y obtener materia para el crecimiento, la eliminación de los desechos y otras funciones isiológicas. El metabolismo ocurre en dos fases: anabolismo y catabolismo. Los organismos fotosintéticos, como plantas, algas y cianobacterias, son conocidos como autótrofos porque producen su propio alimento. Los productores con capacidad para sintetizar carbohidratos no sólo se alimentan ellos mismos, sino a otros consumidores, los cuales captan moléculas orgánicas preformadas, llamados heterótrofos. Las especies de organismos que se extinguieron puede ser que hubieran estado desarrollando ciertos rasgos desfavorables durante los tiempos normales. La evolución del hombre se divide en: Australopitecos, Homo habilis, Homo erectus, Hombre de Neandertal y Homo sapiens sapiens. Autoevaluación: Resuelve lo siguiente: a) Subraya la respuesta correcta: 1. Consideraba que los seres vivos son imperfectos pero “avanzan hacia un estado más perfecto”: Aristóteles James Hutton 2. Teoría de la gran explosión, también conocida como: Creacionismo Big Bang 3. Su hipótesis requería que las características adquiridas por los organismos durante su vida fuesen transmitidas a su descendencia: Georges Cuvier Jean Baptiste de Lamarck 4. Revela una progresión desde los organismos unicelulares más antiguos hasta los muchos unicelulares y pluricelulares que viven en la actualidad: 60 Registro fósil Anatomía comparada 5. Los biólogos utilizan este concepto cuando encuentran variaciones de un mismo tipo de organismo o de una misma clase taxonómica, Radiación adaptativa Biogeografía 6. Es la ciencia biológica que estudia el desarrollo prenatal de los organismos: Embriología Selección natural 7. En esta época se formaron las rocas sedimentarias: Era Cenozoica Era Arqueozoica 8. Tipo de selección que puede favorecer a los fenotipos de uno de los extremos de la curva de distribución normal: Direccional Estabilizadora 9. Proceso mediante el cual una población de una determinada especie da lugar a otra u otras poblaciones: Especiación Deriva genética 10. Es la hipótesis que dice que los seres vivos se pueden originar de materia no viviente: Origen de universo Generación espontánea b) Marca si la oración que se te indica es verdadera o falsa: 1. La selección direccional puede favorecer a los fenotipos de uno de los extremos de la curva de distribución normal: 2. Las mutaciones ocurren de manera predecible y espontánea: 3. El apareamiento no aleatorio se presenta en las especies animales con sistemas de apareamiento en los que sólo unos pocos machos dominantes conquistan el acceso reproductivo a las hembras: 4. El creacionismo es un sistema de creencias que postula que el universo, la tierra y la vida en la tierra fueron deliberadamente creados por un ser inteligente: 5. La inmigración de individuos reproductivos entre poblaciones causa un movimiento correspondiente de alelos o lujo genético: 6. La bioquímica estudia la base molecular de la vida: 7. El inicio de la formación de nuestro Sistema Solar Planetario ocurrió hace aproximadamente 103 miles de millones de años: 8. La respiración celular sirve, fundamentalmente, para extraer energía de la glucosa: 9. La selección disruptiva es un tipo especial de selección direccional en el que hay tendencia en más de un sentido: 10. La especiación simpátrida es el método más común de especiación, y explica la evolución de la mayor parte de las nuevas especies animales: V o F V o F V o F V o F V V o o F F V o F V o F 61 V o F V o F 62 UNIDAD II Al término de la unidad, el alumno: •Identiicará las tendencias modernas de la sistemática, a través de su importancia económica, ecológica y médica, para obtener un conocimiento acerca de los grupos de seres vivos. II. SISTEMÁTICA Introducción. La sistemática es el estudio cientíico de los tipos y la diversidad de los organismos y de todas y cada una de las relaciones entre ellos; tiene bastante que ver con la clasiicación, una operación intelectual imprescindible cuando se trata de ordenar una realidad compleja para tratar de entenderla o, al menos, convivir con ella. Se trate esta realidad del tallercito al fondo de la casa o del universo, la necesidad de ordenar es similar. Esta unidad tratará sobre la sistemática y todo lo que la conlleva, algunas aportaciones como Aristóteles, H. F. Copeland, los dominios y reinos en que se dividen los seres vivos que existen en la tierra, sus diversos phyllum, así como su importancia de cada uno. 1. Deinición de Sistemática El estudio cientíico de la diversidad de los organismos y sus relaciones evolutivas se denomina sistemática. Si bien el término sistemática proviene de systema, tal como se aplicaba a los sistemas de clasiicación desarrollados por los antiguos naturalistas (Systema naturae de Linnaeus, 1735), la clasiicación de los organismos a partir de las ideas de Darwin se convirtió en estrictamente genealógica, es decir, releja sus relaciones evolutivas de parentesco y descendencia. Los sistemas de clasiicación de los organismos son jerárquicos: las especies (en forma simpliicada, el conjunto de organismos que pueden reproducirse entre sí, dando origen a descendencia fértil) se agrupan en géneros, estos en familias, y sucesivamente en órdenes, clases, phyla y reinos. 2. Propósitos e importancia de la Sistemática La sistemática juega un papel central en biología al suministrar los medios para caracterizar los organismos que se estudian. Por medio de la producción de clasiicaciones que relejan las relaciones evolutivas también permite predicciones e hipótesis que pueden ser sometidas a prueba. Al permitir que los taxa (grupos taxonómicos; en singular: taxón) sean identiicados correctamente, las clasiicaciones ofrecen una clave para la literatura y maneras para organizar la información. En manejo de plagas la importancia de una sistemática razonable es obvia. Las especies de plagas y sus enemigos naturales deben ser identiicados correctamente antes de que puedan ser considerados medidas adecuadas de control. Armados con una identiicación automáticamente 63 se sabe algo sobre la biología y distribución del organismo plaga. Si la especie de plaga ha sido estudiada anteriormente, la literatura puede ser decantada para obtener información, si no ha sido estudiada, se pueden tomar ciertas medidas preliminares con base en el conocimiento acumulado sobre especies relacionadas, si es una plaga exótica y se está contemplando el control biológico, la identiicación puede ayudar a determinar el lugar de origen original de la especie y el área donde posiblemente sea más productiva la exploración en el extranjero para buscar parásitos, predadores o patógenos. De igual modo, la identiicación de los enemigos naturales que ya existen permite una estimación de la importancia del control natural y la probabilidad de que se requiera la introducción de especies exóticas. Ejercicio 1: Contesta las siguientes preguntas según consideres: 1. Escribe la deinición de sistemática: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. Con lo que leíste y aunado a tu criterio, que importancia crees que tiene la sistemática: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3. Ramas de la Sistemática La clasiicación debe simbolizar en buena medida la ilogenia de todos los seres vivos que han surgido en este planeta. La sistemática evolutiva intenta no sólo hacer buenas clasiicaciones sino hacerlas de forma objetiva y sin arbitrariedades. Los temas siguientes se describen algunas de las ramas de lo que es la sistemática como la taxonomía, la ilogenia y la evolución. 3.1. Taxonomía 64 La taxonomía permite organizar la diversidad de cualquier conjunto de objetos, víveres de una estantería o las especies de un ecosistema. Cuando se aplican ciertas reglas de clasiicación a los seres vivos, se genera un sistema jerárquico, es decir, un sistema de grupos dentro de grupos. La clasiicación jerárquica no es una consecuencia natural de la aplicación de reglas taxonómicas a cualquier sistema de objetos. La naturaleza jerárquica de la clasiicación biológica surge como una consecuencia del proceso de evolución de las especies. Un taxón es un agrupamiento formal de organismos de cualquier nivel, como especie, género, ilo, etc. Por ejemplo, la clase mamíferos es un taxón que contiene muchos órdenes. Un taxón puede ser dividido en subgrupos, como subilos o superclases. El subilo vertebrado, un subgrupo de ilo cordado, es un taxón que incluye varias clases, como anibios y mamíferos. 3.1.1. Historia de la Taxonomía y métodos clasiicatorios Lineo desarrolló un sistema que asigna las especies a una jerarquía de grupos cada vez más generales. A medida que se asciende en la jerarquía, cada grupo es más general, esto es, incluye a los grupos por debajo de él. Es probable que Lineo no pensara en una teoría de la evolución cuando propuso su sistema, y tampoco tenía idea de la enorme cantidad de organismos vivos (actuales) y extinguidos que más tarde se descubrirían. No obstante, su sistema ha resultado ser un extremo lexible y adaptable a los nuevos conocimientos y teorías cientíicas de la biología. Muy pocas invenciones del siglo XVIII sobreviven como ésta en la actualidad, en una forma que todavía sería reconocible para su creador. 3.1.2. Ramas de la Taxonomía La taxonomía se divide en dos ramas: •Microtaxonomía: tiene el objetivo de identiicar, describir y delimitar especies. •Macrotaxinomía: su inalidad es construir clasiicaciones de los taxones, y requiere de la microtaxonomía. 3.1.2.1. Categorías taxonómicas El intervalo de categorías taxonómicas intermedias entre especie y dominio constituye una jerarquía. Las especies estrechamente emparentadas se asignan al mismo género, y géneros con relación cercana se agrupan en una misma familia. A su vez, las familias se agrupan en órdenes, los órdenes en clases, las clases en ilos, los ilos en reinos y los reinos en dominios. La especie se considera una verdadera entidad biológica, pero las categorías taxonómicas por encima del nivel especie son construcciones artiiciales usadas para catalogar las diversas formas de vida de la Tierra. 65 Ilustración 50. Sistemática biológica. Ejercicio 2: Resuelve la siguiente sopa de letras Filo Dominio Género Vida Reino Especie Orden División Clase Familia 3.1.2.2. Nomenclatura La importancia de la nomenclatura en biología se debe a la amplitud de familias, especies, etc. que existen, es por esto que se debe usar el llamado nombre cientíico; lo mismo sucede con compuestos y sustancias. Todo texto cientíico debe redactarse indicando su nombre cientíico. 3.1.2.2.1. Principios y reglas generales de la nomenclatura Cada especie recibe un nombre único consistente en dos palabras; la primera palabra del nombre cientíico binomial designa el género, y la segunda palabra es el epíteto especíico. 66 El nombre del género siempre se escribe con mayúsculas, y el epíteto suele escribirse con minúsculas; ambas palabras deben escribirse en letras cursivas o subrayadas. El nombre del género puede usarse solo para designar todas las especies de ese género (por ejemplo, Quercus es el género que comprende todas las especies de roble). Debe hacerse notar que el epíteto especíico solo no es la especie; de hecho el mismo epíteto especíico puede utilizarse como segunda palabra en el nombre de especies de diferentes géneros. Por lo tanto, deben emplearse ambas palabras del nombre para identiicar de manera exacta la especie. Sin embargo, el epíteto de especie nunca se emplea solo; siempre debe ir precedido por el hombre genérico, ya sea completo o abreviado. 3.1.2.2.2. Nombres cientíicos Los nombre cientíicos suelen derivar de raíces griegas o latinas o de versiones latinizadas de los hombres de personas, lugares o características. Así, el nombre genérico parar la bacteria Escherichia coli está basado en el nombre del cientíico Theodor Escherich, quien la describió por primera vez. El epíteto coli nos recuerda que E. Coli viene en el colon (el intestino grueso). La mayoría de las áreas de la biología dependen de los nombres cientíicos y de la clasiicación. Para estudiar los efectos de la contaminación acuática, los biólogos deben ser capaces de registrar exactamente lo relativo al número de cada tipo de organismos presentes y los cambios en sus poblaciones a lo largo del tiempo. Esto requiere que todos los investigadores identiiquen exactamente cada especie por su nombre. Ejercicio 2: Resuelve la siguiente sopa de letras 1. Busca por lo menos 8 nombres cientíicos y su nombre común: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 31.2.3. Identiicación Los nombres cientíicos hacen posible que la biología sea una ciencia realmente internacional, aunque los nombres comunes de un organismo suelen variar entre las diferentes localidades y lenguas, un organismo debe identiicarse de manera universal por su nombre cientíico. Un investigador de Puerto Rico puede saber con exactitud qué organismos se emplearon en un estudio publicado por un cientíico ruso, y de este modo puede repetir o ampliar los experimentos de éste utilizando las mismas especies. 3.2. Filogenética La ilogenia se deine como la historia o crónica evolutiva de las especies; de inicio, no establece grupos taxonómicos como familias, géneros, etc. Su misión es conocer las relaciones evolutivas entre los grupos de especies y hay un acuerdo generalizado en que es el criterio a seguir en el establecimiento de la organización natural. 67 3.2.1. Panorama general de la reconstrucción ilogenética Independientemente del método usado para estudiar la ilogenia, ésta es única. Solamente existe un árbol de la vida, que comienza con el primer ser vivo sobre la Tierra y termina con todas las especies de organismos que existen en la actualidad. En la actualidad se considera al cladismo casi como la única forma de estudiar con criterios cientíicos estas relaciones, aunque se ha recordado que no es el único, existiendo otras aproximaciones, tales como la de los taxónomos evolutivos. La necesidad de la ilogenia en la clasiicación es clara ya que las categorías clasiicatorias dejan de ser abstracciones ideales más o menos arbitrarias para convertirse en entidades reales que expresan la perspectiva histórica única e irrepetible del mundo orgánico; de esta forma se consigue un valor predictivo en los grupos formados y, además, es rebatible con la aportación de nuevas evidencias ilogenéticas. Gibón Orangutan Chimpancé Gorila Humano Ilustración 51. Modelo ilogenético. 3.2.1.1. Caracteres 68 Un carácter, es un rasgo o atributo observable en un ser vivo. Los caracteres que se utilizan habitualmente son los morfológicos, los nucleótidos del ADN y los aminoácidos de las secuencias proteicas, sin descartar que puedan ser usados otros diferentes, tales como la distribución geográica, especialmente en análisis biogeográicos. Se pueden distinguir básicamente dos tipos de caracteres: discretos y continuos. Los caracteres discretos sólo pueden tomar determinados valores, mientras que en los continuos, en teoría, sería posible obtener cualquier valor entre otros dos dados. Los programas de análisis ilogenético utilizan, prácticamente sin excepción, caracteres discretos por lo que los caracteres de tipo continuo deberán ser transformados en discretos. El mayor problema que presentan los caracteres es el signiicado ilogenético que pueden tener así como decidir la forma en que deben ser codiicados en estados discretos. Los estados de un carácter son los valores especíicos tomados por un carácter en un taxón determinado o en una secuencia. Normalmente se representan como 0 y 1 para los caracteres dicotómicos, 0,1, 2, (así consecutivamente), para las series de transformación. 3.2.1.2. Cladogramas El análisis ilogenético se basa en el estudio de determinados caracteres que se suponen importantes para la evolución de los grupos taxonómicos. Es a partir de estos caracteres con los cuales será posible establecer las relaciones ilogenéticas, atendiendo a diferentes grados o estados evolutivos observados en ellos. El cladismo se basa en el principio de la parsimonia, el cual establece que ante dos hipótesis evolutivas es más probable de ser cierta aquella que implique menos cambios evolutivos, ya que la naturaleza tiende siempre a la simplicidad. Se ha discutido que la parsimonia que existe en la naturaleza no es completamente equivalente con la parsimonia aplicada por el cladismo. Ilustración 52. El buitre del Nuevo Mundo pertenece a un linaje diferente al buitre del Viejo Mundo. Sin embargo, al observarlos presentan semejanzas estructurales y de comportamiento. 3.2.1.3. Clasiicación ilogenética Una clasiicación cientíica de las especies, se fundamenta únicamente en las relaciones de proximidad evolutiva entre las distintas especies, reconstruyendo la historia de su diversiicación, conocida también como ilogénesis, desde el origen de la vida en la Tierra hasta la actualidad. Para construir este tipo de clasiicación se recurre generalmente al método cladístico, ideado por Willi Hennig y propuesto en su obra Fundamentos de una teoría de la sistemática ilogenética, 69 publicada en Alemania en 1950. Esta obra no obtuvo aceptación general en la comunidad hasta que Hennig mismo la tradujera al inglés en 1966, desde entonces la clasiicación ilogenética no ha concluido de reemplazar progresivamente a la clasiicación tradicional o linneana, iniciada por Carlos Linneo en 1735 en su libro Systema Naturae. 3.3. Evolución El término evolución no se reiere a cambios que ocurren en un organismo individual durante su vida. Por lo contrario, se reiere a cambios en las características de las poblaciones en el lapso de muchas generaciones; tales cambios pueden ser tan pequeños que resulte difícil detectarlos o tan grandes que la población diiera notablemente de la población ancestral. La evolución tiene dos perspectivas principales: los cambios evolutivos en una población normalmente son visibles en pocas generaciones (microevolución) y los eventos evolutivos mayores usualmente se observan tras un largo periodo, como la aparición de especies diferentes a partir de un ancestro común (macroevaluación). Ejercicio 4: En la oración de la izquierda colca la letra de la respuesta correcta: 1…….. Es un rasgo o atributo observable en un ser vivo: 2……..Se deine como la historia o crónica evolutiva de las especies: 3…….. Se reiere a cambios en las características de las poblaciones B Taxonomía en el lapso de muchas generaciones: C Los eventos evolutivos 4……..Rama de la taxonomía que tiene el objetivo de identiicar, describir y delimitar especies: 5……..Se pueden distinguir básicamente dos tipos de caracteres: 6……..Es un agrupamiento formal de organismos de cualquier nivel, como especie, género, ilo, etc. 7……..El nombre cientíico, también es conocido como: 8……..Cada especie recibe un nombre único consistente en dos palabras; la primera palabra del nombre cientíico binomial designa el género, y la segunda palabra es: 9……..La evolución tiene dos perspectivas principales: los cambios 70 A Microtaxonomía evolutivos y: 10……..Los géneros con relación cercana se agrupan en una misma: 11……..Permite organizar la diversidad de cualquier conjunto de objetos, víveres de una estantería o las especies de un ecosistema: 12…….. Se basa en el principio de la parsimonia: D El cladismo E Carácter F La ilogenia G Familia H Discretos y continuos. I Taxón J Evolución K Nomencrlatura L El epíteto especíico 4. Sistemas de clasiicación del mundo vivo, aportaciones de: Los siguientes autores han realizado grandes aportaciones a lo que viene siendo la vida en sí. 4.1. Aristóteles Intentó clasiicar a los seres vivos en ocho grupos o categorías y así estableció muchos de los principios de la clasiicación. Aristóteles ordenó 500 especies de animales en una escala jerárquica, con el ser humano en la posición más alta, y los cuadrúpedos, aves, serpientes, peces, insectos, moluscos, y mohos ocupando los escalones siguientes. Ilustración 53.Aristóteles. 4.2. Ernst Haeckel En 1866 un biólogo alemán, que propuso el establecimiento de un tercer reino, Protista (Protistas), para dar cabida a bacterias y otros microorganismos como Euglena, que no parecían encajar ni el reino vegetal ni en el animal. En la actualidad, muchos biólogos colocan las algas (incluidas las formas multicelulares), los protozoos, los mohos acuáticos y los mohos deslizantes en el reino Protista. Así, los protistas son un grupo de organismos unicelulares y principalmente eucariontes acuáticos. Ilustración 54. Ernst Haeckel. 4.3. H. F. Copeland 71 En 1939, el biólogo estadounidense Herbert F. Copeland, incorporó principalmente la distinción fundamental de Chatton, rediseño el reino Protista para ubicar en éste a la diversidad de especies de microorganismos que presentan núcleo, Protozoa y Protophyta, así como a sus derivados pluricelulares, las algas. 4.4. Robert H. Whittaker En 1969, R. H. Whittaker propuso una clasiicación de cinco reinos, basándose principalmente en la estructura celular y en la manera de nutrirse de los organismos a partir de su ambiente. Whittaker sugirió que los hongos (incluidos setas, mohos y levaduras) fueran excluidos del reino vegetal y se clasiicaran en un reino propio, Fungí (Hongos). Después de todo, los hongos no son fotosintéticos deben absorber nutrientes producidos por otros organismos. Los hongos también diieren de las plantas en la composición de sus paredes celulares, en su estructura corporal y en sus modos de reproducción. El reino Prokaryotae (Procariontes) se estableció para incorporar las bacterias, que son fundamentalmente distintas de todos los demás organismos pues carecen de núcleo bien deinido y otros organelos membrados y no sufren divisiones mitóticas. Ilustración 55. Robert H. Whittaker. 4.5. Lynn Margulis y Karlene V. Schwartz El nombre conjunto con el que designó a este reino Protista adoptó la invención hoggiana de Protoctista de Margulis y Schwartz, 1998. Esta decisión aisló también a la diversidad de especies de bacterias carentes de núcleo, sugiriendo directamente la adecuada y necesaria creación de un cuarto reino de seres vivos que las incluyera. Ilustración 56. Lynn Margulis. 72 4.6. Carl R. Woese La hipótesis de Woese ganó en 1996 cuando Carol J. Bult, del Institute for Genomic Research, en Rockville, Myland, informó en la revista Science que ella y sus colegas habían determinado la secuencia de bases del todo el genoma de una arquea metanógena, Methanococcus jannaschii. Cuando estos investigadores compararon las secuencias génicas de ésa y de dos bacterias cuyo genoma ya se habían secuenciado, observaron que coincidían menos de la mitad de los genes. Basándose en esta prueba molecular, en la actualidad, la mayoría de los biólogos divide a los procariontes en los reinos Bacteria y (Bacterias) y Archaea (Arqueas). Ilustración 57. Carl R. Woese. Ejercicio 5: En el siguiente cuadro mencionarás por lo menos una característica importante de cada uno de los autores: Autores: Características: Robert H. Whittaker H. F. Copeland Carl R. Woese Aristóteles Lynn Margulis y Karlene V. Schwartz Ernst Haeckel 73 5. Características generales de los grandes grupos de organismos 5.1. Virus, viroides y priones Virus: Es una diminuta partícula infecciosa consistente en un ácido nucleico central (el material genético) envuelta en una cubierta proteínica llamada cápside. Los virus no son celulares, y no pueden realizar actividades metabólicas de manera independiente. Carecen de los componentes necesarios para realizar la respiración celular o para sintetizar proteínas y otras moléculas. Los virus pueden reproducirse, pero sólo dentro del complejo ambiente de las células vivas hospedadoras a las que infectan. Los virus utilizan su información genética para obligar a la célula hospedadora a multiplicar el ácido nucleico vírico. Los virus toman el control de los mecanismos de transposición o traducción de la célula hospedadora. Son parásitos intracelulares obligados, lo que supone que sólo sobreviven cuando utilizan las fuentes de la célula hospedadora. Viroides: El descubrimiento de agentes infecciosos aún más pequeños que los virus ha puesto en tela de juicio algunas ideas antes aceptadas. Hasta que comenzaron a estudiarse los viroides, la mayoría de los biólogos suponían que se necesitaba de proteína para que un agente infeccioso se duplicara. Sin embargo, no hay proteínas asociadas a los viroides, y las pruebas hacen pensar que el genoma de éstos no codiica proteínas. Cada viroide consta de una cadena muy corta de RNA (sólo 250 a 400 nuclétidos) sin cubierta protectora, y es copiado por polimerasas de RNA del huésped; el viroide se utiliza como plantilla o patrón. Estas partículas causan diversas enfermedades vegetales y también infectan animales. Por lo general se encuentran en el núcleo de la célula huésped, y es posible que interieran en la regulación génica. Priones: Un patógeno puede existir y transmitir información sin ácidos nucleicos. El prion, una partícula infecciosa proteínica, ha sido vinculado a un grupo a un grupo de enfermedades encefálicas degenerativas letales llamadas en conjunto encefalopatías espongiformes transmisibles (TSE, transmisible spongiform encephalopathies) porque en el encéfalo afectado se forman oicios, lo que le da el aspecto de esponja. Una de las enfermedades por priones que más se ha estudiado es el escrapié de ovinos y caprinos. Los animales infectados pierden la coordinación, se tornan irritables y sufren de un deseo tan intenso que se arrancan la lana o el pelo. 74 Los investigadores coinciden en que para someter a prueba la teoría de los priones será necesario producir proteína priónica insoluble en un sistema no biológico, a in de asegurar la ausencia de contaminación viral. Después, los investigadores deberán demostrar que la proteína priónica causa encefalopatía espongiforme transmisible. 5.1.1. Características generales y ejemplos Los priones están formados por proteínas, los viroides constituidos por ARN y los virus integrados por un ácido nucleico y proteínas. Ilustración 58. Virus de la gripe. Ilustración 59. Viroide en una manzana. Ilustración 60. Priones. 5.1.2. Importancia ecológica, económica y médica La importancia en el desarrollo de las biotecnologías justiica ampliamente el tratamiento de los virus, viroides y priones. Virus: Los virus son bacteriófagos que atacan a las bacterias, tienen forma más compleja su estructura presentan cabeza y cola. Los virus pueden actuar de dos formas distintas: •Como agentes infecciosos productores de enfermedades en el hombre, las plantas y los animales. Se reproducen en el interior de las células que infectan de donde obtienen todo el material y los mecanismos requeridos para su replicación. •Como agentes genéticos que modiican el material hereditario de las células que infectan, al unirse a su material genético y causar variabilidad genética. Los virus permiten la elaboración de vacunas, fueron de los primeros modelos para el estudio del funcionamiento del genoma, los biólogos utilizan los virus para estudiar el mecanismo de control de la información genética y extrapolarlo a organismos más complejos. Algunos virus atacan bacterias e insectos perjudiciales ayudando a mantener el equilibrio ecológico. Los virus sirven como mediadores en el intercambio genético entre individuos de una misma o diferentes especies proporcionando variabilidad de los organismos y por ende disminuyen la susceptibilidad a ser infectados. Viroides: Los viroides son agentes infecciosos que causan enfermedades en las plantas superiores. 75 Priones: Los priones causan enfermedades neurovegetativas invariablemente fatales como las enfermedades de Creutzfeldt-Jacob humana, encefalopatía espongiforme bovina y “scrapie” ovina, en las cuales el prion se denota PrPSc y su prepión PrPc; son resistentes a inactivación por UV, radiación ionizante, proteasas y conservan alguna infectividad luego de calentamiento a 100ºC según Rohwer o a 360ºC según Brown, son insolubles y sus prepiones solubles. Ejercicio 6: Une las características o importancias de cada uno de los siguientes organismos: Virus Partícula infecciosa proteínica Priones Viroides Enfermedades Causan enfermedades encefálicas neurovegetativas degenerativas letales fatales Son bacteriófagos que atacan a las bacterias Agentes infecciosos aún más pequeños que los virus Utiliza como plantilla o patrón Fueron de los primeros modelos para el estudio del funcionamiento del genoma Carecen de los componentes necesarios para realizar la respiración celular Causan diversas enfermedades vegetales y también infectan animales Diminuta partícula infecciosa 5.2. Dominios Bacteria (Eubacteria) y Archaea (Archaebacteria) Al microscopio, la mayor parte de las bacterias parecen similares en tamaño y forma. Sin embargo, pruebas aportadas por la biología molecular, en especial diferencias en el RNA ribosómico, han llegado a los microbiólogos a concluir que los procariontes antiguos se dividieron en dos linajes al principio de la historia de la vida. Los microbiólogos clasiican a los descendientes modernos de estas dos líneas antiguas en dos dominios: 76 •Archaea (arqueas): que incluye un grupo de procariontes que producen gas metano a partir de fuentes de carbono simples y dos grupos capaces de vivir en ambientes extremosos. •Eubacteria (eubacterias): también llamado Bacteria, que comprende todos los demás procariontes. Este último dominio incluye las bacterias más conocidas de los biólogos. 5.2.1. Características generales y ejemplos Una de las características más distintas de las arqueas es la ausencia de peptidoglucano con la pared celular. Los lípidos de su membrana plasmática diieren un tanto en estructura (con enlaces de éter en lugar de enlaces de éter) respecto de los de las eubacterias y eucarias. En algunos aspectos, las arqueas son más parecidas a los eucariontes que a las eubacterias. Como los eucariontes, su proceso de transcripción no es sensible al antibiótico rifamicina. Este antibiótico inhibe de manera especíica el tipo de polimerasa de RNA presente en las eubacterias. Asimismo, los mecanismos tradicionales de las arqueobacterias son más parecidos a los de los eucariontes. Ilustración 61. Eubacteria. Ilustración 62. Archaea. 5.2.2. Importancia ecológica, económica y médica Algunas eubacterias son usadas en la industria para darle ciertas cualidades a los alimentos y protegerlos contra la acción de otros organismos dañinos. Otras son las que descomponen sustratos orgánicos y obtienen la energía química a partir de la descomposición de restos de organismos vegetales y animales en estado de descomposición; transforma el alcohol en ácido acético y otras metabolizan los alimentos en el proceso de la digestión. Las archaeas metanógenas son microorganismos procariontes que viven en medios rigurosamente anaerobios y que obtienen energía a través la producción de gas natural, el metano (CH4). Gracias a esta característica, este tipo de organismo tiene una gran importancia ecológica, ya que interviene en la degradación de la materia orgánica en la naturaleza, y en el ciclo del carbono 5.3. Dominio Eukarya Los eucariontes primitivos eran similares a la Giardia actual (parásito intestinal que carece de mitocondrias), presentaban genomas pequeños. Este dominio incluye todos los organismos formados por células eucariotas, desde las amibas hasta nosotros. En una de las ramas de Eukarya se encuentran los hongos, uno de ellos se considera la criatura viva más grande sobre la Tierra: Armillaria ostoyae, un hongo comúnmente conocido como el hongo de la miel, el cual se extiende a lo largo de 5 o 6 kilómetros y cubre un área mayor a 1,600 campos de fútbol, pero la mayoría de él está oculto bajo tierra., el cual fue encontrado en el Bosque Nacional Malheur, en el oriente de Oregon, EUA. 77 También en este dominio se hallan las algas (organismos acuáticos), las cuales presentan formas variadas y son consideradas como los representantes acuáticos del reino. Los protozoarios forman otra de las ramas de Eukarya, con representantes como la calcarina, el protozoario unicelular más grande: una criatura que habita en el océano y puede alcanzar de 5 a 6 centímetros de diámetro, siendo solamente una sola célula. Esto se debe en parte a sus cubiertas o caparazones que están generalmente divididos en cámaras, las cuales se añaden una sobre otra durante el crecimiento del protozoario; las cubiertas pueden estar conformadas por granos de arena, compuestos orgánicos y otras partículas adheridas o por calcita cristalina, el mismo mineral del cual están constituidas las conchas marinas. Ilustración 63. Alga marina. Ejercicio 7: Completa las siguientes frases con las palabras que se muestran en la parte de abajo: 1. ____________ también llamado Bacteria, que comprende todos los demás ____________, incluye las bacterias más conocidas de los biólogos. 2. Algunas eubacterias son usadas en la _______________ para darle ciertas cualidades a los alimentos y protegerlos contra la acción de otros ________________ dañinos, otras obtienen la energía _______________ a partir de la descomposición de restos de organismos vegetales y animales en estado de _______________. 3. Archaea o ________________que incluye un grupo de procariontes que producen ___________ a partir de fuentes de ________________ simples y dos grupos capaces de vivir en ambientes extremosos. 78 4. En una de las ramas de Eukarya se encuentran los _______________, uno de ellos se considera la criatura _________________ más grande sobre la Tierra: un hongo comúnmente conocido como el hongo de la _________________. También en este dominio se hallan las ____________ las cuales presentan formas variadas y son consideradas como los representantes __________ del reino. 5. Una de las características más distintas de las arqueas es la ausencia de ___________ con la pared celular. Los lípidos de su ___________ plasmática diieren un tanto en estructura, respecto de los de las eubacterias y __________. Palabras: Hongos Miel Arqueas Química Gas metano Algas Descomposición Eubacteria Acuáticos Industria Viva Membrana Eucarias Procariontes Organismos Carbono Peptidoglucano 5.3.1. Reino Protista El reino Protista fue puesto por primera vez en 1866 para incluir a las bacterias y otros microorganismos que diieren de plantas y animales. Los protistas son organismos unicelulares, coloniales o pluricelulares simples con organización celular eucariontes. La palabra protista, que signiica en griego “el primero”, releja la idea de que estos organismos fueron los primeros eucariontes en aparecer. Ilustración 64. Reino Protista. Los protistas son miembros de la Eukarya, el tercer dominio en el árbol de la vida. Las células eucariontes son características, tanto de los protistas como de los pluricelulares complejos de los otros tres reinos eucariontes Hongos, Animales y Plantas. Los métodos para obtener nutrientes varían mucho en el reino Protista. La mayor parte de las algas son autótrofas y fotosintetizan, como las plantas. Algunos protistas heterótrofos obtienen alimento por absorción, como los hongos, mientras que otros se parecen a los animales en que ingieren alimento, algunos más modiican su modo de nutrición y son autótrofos en determinadas ocasiones y heterótrofos en otras. 79 5.3.1.1. Características generales Los protistas, la mayor parte de los cuales son móviles en algún momento de su ciclo vital, presentan diversos medios de locomoción. El desplazamiento puede realizarse por emisión de prolongaciones citoplásmicas (seudópodos) alargando el extremo anterior y retrayendo el citoplasma que sigue detrás, del modo en que lo hacen las amebas, mediante lexión de células individuales, por desplazamiento sobre las supericies, mediante ondulación de cilios, organelos parecidas a cortos pelos, o bien batiendo los lagelos, estructuras largas parecidas a látigos. Algunos utilizan una combinación de dos o más medios de locomoción, por ejemplo lagelos y seudópodos. La reproducción es muy varias en el reino Protista. Casi todos los protistas se reproducen asexualmente, y muchos también se reproducen sexualmente. Sin embargo, la mayor parte de los protistas no desarrolla órganos reproductores pluricelulares, no irma embriones como muchos organismos más complejos. 5.3.1.2. División Chlorophyta Pyrrophyta, Chrysophyta, Euglenophyta, Rhodophyta, Phaeophyta, Las siguientes divisiones son parte del Reino Protista: División Pyrrophyta: Se conocen comúnmente como dinolagelados, poseen dos lagelos en forma de látigo: un lagelo le da la vuelta a la célula, el otro se proyecta desde atrás, los cuales le proporcionan movilidad, algunos pocos carecen de lagelos, tienen pared celular formada por celulosa. Las placas de celulosa forman lo que se conoce como teca, la cual puede tomar diferentes formas. Son primordialmente organismos que habitan en los océanos y muchas especies son biolumenescentes. 80 Ilustración 65. Ejemplo de Pyrrophyta. Algunas pocas especies son heterótrofas, obtienen su alimento a través de la ingestión de otras células, o partículas de materia orgánica. Algunas especies de dinolagelados forman asociaciones simbióticas con otros organismos tales como esponjas, anémonas, pulpos y corales. Cuando son simbiontes sus células se denominan Zooxanthellae. Estas células son esféricas y de un color dorado. Las zooxanthellae tienen una gran importancia en los arrecifes coralinos, ya que son las responsables de la mayor parte de la productividad de estos ecosistemas. En algunos casos los tejidos de los corales pueden tener hasta 30,000 dinolagelados simbiontes por milímetro cúbico. Los dinolagelados pueden producir glicerol en vez de celulosa, y éste es usado directamente en la nutrición de los corales, muchos de los corales limitan su distribución a aguas poco profundas con abundante luz, donde pueden vivir sus Zooxanthellae. Algunas otras especies de dinolagelados, entre ellas las del género Gymnodinium son las causantes de lo que se conoce como mareas rojas. Estas especies tienen un pigmento rojo que ayuda en las captaciones de luz solar para la fotosíntesis. Adicionalmente tiene compuestos tóxicos. Cuando las condiciones ambientales son propicias para el crecimiento de estas algas, puede haber una sobrepoblación (o explosión) lo que causa una mortandad de los peces que las consumen. También se han reportado casos de enfermedades gastrointestinales, respiratorias y neurológicas en las personas que se bañan en las aguas donde se da esta explosión. En general las condiciones para la sobrepoblación son: Aumento de la temperatura del aire, alto contenido de nutrientes y disminución en la salinidad. El agua se torna rojiza por los pigmentos que poseen los dinolagelados. Algunos organismos no consumen las algas pero si se ven afectados por el taponamiento de las agallas o por la disminución del oxígeno que se presenta como consecuencia de la descomposición de los dinolagelados. División Chrysophyta: A esta división pertenecen las siguientes clases: Bacillariophyceae (diatomeas), Chrysophyceae (algas pardo doradas) y Xanthophyceae (algas pardo amarillentas). •Clase Bacillariophyceae: Se presentan tanto en agua dulce como salada, la mayoría hace parte del itoplancton, pero otras están en las profundidades y otras se adhieren a otras algas o plantas, son muy importantes en la cadena alimenticia de los ecosistemas acuáticos, sólo algunas especies son heterotrófas, presentan una pared celular muy rígida cubierta de sílice. La cubierta, denominada frústula se divide en dos valvas, está cubierta de sílice puede acumularse cuando las diatomeas mueren y se forma la tierra diatomácea utilizada industrialmente como pulidor de metal por sus propiedades abrasivas, el frústulo posee poros muy inos organizados en patrones característicos, las dos valvas se unen en un lugar denominado cíngulo o banda de conexión. Su reserva alimenticia es en forma de aceites, están constituidas por dos mitades, la superior y la inferior, se calcula que existen aproximadamente 5,600 especies vivas de diatomeas y carecen de lagelos. Las pennales son más comunes en agua dulce que las del orden central. 81 Ilustración 66. Ejemplo de Chrysophyta. Existen dos tipos de diatomeas: -Orden Pennales: Forma alargada. Tienen simetría bilateral -Orden Centrales: Tienen simetría radial. •Clase Chrysophyceae: Formas lageladas, peden ser solitarias o vivir en colonias, viven generalmente en aguas pobres en nutrientes (oligotróicas), y se reproducen en forma asexual principalmente. •Clase Xanthophyceae: Color verde amarillento, almacenan lípidos como sustancia de reserva y pueden tener silicatos en la pared celular. División Euglenophyta: Conocidos como euglenoides, el género más común es la Euglena, poseen lagelos que les permiten la movilidad, tiene un fotorreceptor, denominado punto ocular, que permite determinar la dirección de la fuente de luz. La mayoría viven en agua dulce, especialmente rica en nutrientes, no poseen una cubierta rígida, sus reservas de carbohidratos están constituidas por paramilón, un tipo de polisacáridos, que no se encuentra en ningún otro tipo de organismos. Aproximadamente la tercera parte de los euglenoides son fotosintéticos, el resto son heterótrofos que pueden ingerir su alimento. La reproducción es por división celular, no se conoce reproducción sexual en los euglenoides, contiene varios cloroplastos, posee dos lagelos, uno emergente con varios pelos muy inos y otro lagelo que no es emergente, contiene una vacuola contractil que recoge agua de la célula y la expulsa al exterior. Ilustración 67. Ejemplo de Euglenophyta. División Rodophyta (Algas rojas) 82 Se encuentran principalmente en los océanos tropicales, existen 4,000 especies, son multicelulares; tienen pigmento rojo, denominado Ficobilina, enmascara el color verde de la cloroila. Algunas depositan carbonato de calcio en sus tejidos, importantes como fuente alimenticia en algunos lugares como Asia. Se extrae la carragenina, sustancia gelatinosa, utilizada en la fabricación de helados, cosméticos y pinturas por sus propiedades estabilizadoras. De ellas se extrae agar, utilizado en el cultivo de bacterias, importantes como fotosintetizadores y como fuente de alimento para otros organismos en los ecosistemas marinos. Ilustración 68. Algas rojas. División Phaeophyta: Denominadas algas pardas o cafés, conocidas también como kelps, tienen pigmentos amarillos parduscos, denominados Fucoxantinas. La mayoría son marinas, principalmente en zonas templadas, multicelulares. Existen especies que pueden tener un crecimiento extraordinario: Longitudes de 100 m y crecer 15 cm en un día. Ejemplos: Fucus, Laminaria, Sargassum. Ilustración 69. Fronde de Laminaria. División Chlorophyta: Denominadas algas verdes, la mayoría crece en aguas dulces, la mayoría son multicelulares, pero existen algunas unicelulares, algunas algas verdes son ilamentosas y otras forman colonias, se cree que de ellas se originaron las plantas, tienen los mismos pigmentos que las plantas, almacenan su alimento como almidón. Pared celular constituida por celulosa, los ecosistemas de agua dulce presentan una mayor variación en las condiciones ambientales que los ecosistemas marinos. Los organismos que vivían en ellos tuvieron que desarrollar estructuras que les permitían adaptarse a este medio cambiante. Parte de estas adaptaciones funcionaron cuando invadieron la tierra. Ejemplos: Volvox, forma colonial, Spirogyra, ilamentosa, Ulva, multicelular, semejante a una lechuga. 82 Ilustración 70. Alga ilamentosa. 5.3.1.3. Phyllum Sarcomastigophora, Apicomplexa, Ciliophora Phyllum Sarcomastigophora: Utilizan lagelos como medio de locomoción, cada uno de ellos está formado por un ilamento (axonema) compuesto por series de microtúbulos paralelos que exhiben el típico arreglo 9+2. Independientemente de los lagelados usuales, cabe mencionar aquí a Dientamoeba fragilis, un patógeno polémico, antes considerado una amiba, sin lagelos, ahora relacionado con la clase Trichomonadea, debido a los resultados del análisis ilogenético de las secuencias genéticas en la subunidad menor del rRNA. Ilustración 71. Phyllum Sarcomastigophora. Phyllum Apicomplexa: 84 Estos protistas se encuentran incluidos dentro de los Alveolados debido a que presentan grupos de sacos en forma de alveolos dentro de sus membranas. Se conocen unas 4,000 especies. Algunos de ellos se utilizan experimentalmente en el control de insectos. Es una característica morfológica de estos organismos la presencia de un complejo apical, compuesto por micronemas, roptrias, 1 ó 2 anillos polares electrodensos y, en algunas especies, un conoide dentro de los anillos. Las formas móviles se desplazan por deslizamiento, aunque actualmente se contemplan otros mecanismos. Sus ciclos de vida son complejos y contemplan habitualmente reproducción sexual y asexual. Los esporozoítos, forma infectante, penetran en las células hospederas, sufren cambios y se reproducen en la forma de merozoítos, algunos de los cuales se transforman en células sexuales, los gametocitos, y pasan inalmente por una fase de esporogonia, que da lugar a las formas infectantes. Ilustración 72. Phyllum Apicomplexa. Phyllum Ciliophora: Los ciliados poseen dos clases de núcleos: macronúcleo (poliploide), implicado en la producción de RNA mensajero, y micronúcleo (diploide), relacionado con la reproducción sexual. El movimiento de los organismos incluidos en este grupo es mediante cilios, con los mismos componentes proteicos que los lagelos. Ilustración 73. Phyllum Ciliophora. 5.3.1.4. Importancia ecológica, económica y médica de cada grupo La mayor parte de los protistas son acuáticos y viven en el océano o en cuerpos de agua dulce, forma parte plancton, organismos microscópicos lotantes que constituyen la base de la cadena alimentaria en los ecosistemas acuáticos; otros protistas acuáticos se ijan a rocas y otras supericies sumergidas. Algunas algas rojas depositan carbonato de calcio en sus tejidos, importantes como fuente alimenticia en algunos lugares como Asia. Se extrae la carragenina, sustancia gelatinosa, 85 utilizada en la fabricación de helados, cosméticos y pinturas por sus propiedades estabilizadoras. De ellas se extrae agar, utilizado en el cultivo de bacterias, importantes como fotosintetizadores y como fuente de alimento para otros organismos en los ecosistemas marinos. Algunos Phyllum Ciliophora se utilizan experimentalmente en el control de insectos. Las conchas de foraminíferos contribuyen a la formación de rocas sedimentarias, que contribuyen a reconocer los estratos de una zona, su importancia en la localización de "bolsas" en las que se puede encontrar petróleo ha estimulado mucho el estudio de los foraminíferos fósiles. Algunos protistas se muestran como indicadores de contaminación de aguas estancadas, mientras otros son descontaminantes. Cada uno de estos organismos es capaz de vivir y desarrollarse bajo determinadas condiciones. La presencia o la ausencia de estos organismos acuáticos es una característica de la calidad del agua. Las algas desempeñan un papel en el mar y la costa; en el mar abierto viven las diminutas células fotosintetizadoras que constituyen el primer eslabón de la cadena alimentaria de todos los animales que viven en aguas profundas, estas células forman el itoplancton. A su vez, el plancton animal se alimenta del itoplancton; los peces pequeños y algunos peces grandes, así como las ballenas, se alimentan del plancton animal y vegetal. De esta forma, estos organismos forman una "pradera marítima" análoga a los pastos de la tierra, que sirven para alimentar la vida animal, directa o indirectamente. Ejercicio 8: Subraya la respuesta correcta, según corresponda: 1. Phyllum que utilizan lagelos como medio de locomoción, cada uno de ellos está formado por un ilamento (axonema) compuesto por series de microtúbulos paralelos: Sarcomastigophora Ciliophora 2. Son organismos unicelulares, coloniales o pluricelulares simples con organización celular eucariontes: Bacteria Protistas 3. División que posee lagelos que les permiten la movilidad, tiene un fotorreceptor, denominado punto ocular, que permite determinar la dirección de la fuente de luz: 86 Phaeophyta Euglenophyta 4. La mayoría de los protistas se reproducen: Asexualmente Sexualmente 5. Existen dos tipos de diatomeas: Rojas y ilamentosas Orden pennales y orden centrales 6. Phyllum que sus ciclos de vida son complejos y contemplan habitualmente reproducción sexual y asexual: Ciliophora Apicomplexa 7. La mayor parte de los protistas son acuáticos y viven en el océano o en cuerpos de agua dulce, forma parte de un: Plancton Organelo 8. División que se conoce comúnmente como dinolagelados, poseen dos lagelos en forma de látigo: Rodophyta Pyrrophyta 9. Desempeñan un papel en el mar y la costa: Algas Moluscos 10. La palabra protista, signiica en griego: “el primero” “el sabio” 5.3.2. Reino Fungi Champiñones, colmenillas y trufas, delicias culinarias, tienen mucho en común con el moho negro que se forma en el pan viejo o en la cortinas plásticas de la regaderas, perteneciendo todas al reino Fungi, un grupo diverso con más de 81,000 especies conocidas, las cuales la mayoría son terrestres, siendo muy variados en tamaño y forma. 5.3.2.1. Características generales Las células fungales, al igual que las células de bacterias, plantas y determinados protistas, están encerradas en paredes celulares cuando menos en alguna de sus fases celulares en su ciclo vital. Sin embargo, las paredes celulares fungales tienen composición química distinta de la de las paredes celulares de otros organismos. En casi todos los hongos, la pared celular se encuentra constituida por quintina, que viene siendo un polímero que consiste en subunidades de azúcar nitrogenado. La quintina, que por coincidencia también es un componente de los exoesqueletos de insectos y otros artrópodos, es mucho más resistente a la degradación por microorganismos que la celulosa y la lagnina, que forman la sparedes celulares de las plantas. Estas fueron algunas de las característica generales de lo que es el Reino Fungi y enseguida se verán las divisiones y su importancia. 87 5.3.2.2. División Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota El Reino Fungi se divide de la siguiente manera: División Chytridiomycota: Estos hongos son un grupo predominantemente acuáticos, la mayoría son cenocíticos y forman micelio, aunque existen formas unicelulares. Su pared celular está constituida por quitina y presentan células móviles como zoosporas y gametos. Presentan una gran variedad en su reproducción (Isogamia, anisogamia, Oogamia, somatogamia y gametangiogamia), presentando formas parásitas y sapróitas. Ilustración 74. Hongos acuáticos. División Zygomycota: Su fase vegetativa está constituida por un micelio formado por hifas cenocíticas o no tabicadas, su pared celular está formada por quitina, su reproducción asexual se realiza por aplanosporas y la reproducción sexual se realiza a través de la fusión de gametangios, esta es conocida como gametangiogamia. La producción de una espora de resistencia llamada cigospora, después de la reproducción sexual es típica de este grupo y presentan formas de vida sapróita, pero también existen formas parásitas. 88 Ilustración 75. División Zygomycota. División Ascomycota: Poseen una fase vegetativa llamada micelio que está constituida por hifas tabicada, tienen pared celular formada por quitina, su reproducción asexual se realiza por conidiosporas y por fragmentación del micelio, su reproducción sexual se realiza por somatogamia o por gametangiogamia. Presentan cuerpos fructíferos llamados ascocarpos donde se desarrollan los ascos que producen meiosporas endógenas llamadas ascosporas y presentan formas de vidas como sapróitas y parásitas. Ilustración 76. Ascomycetes. División Basidiomycota: Su fase vegetativa es un micelio, conformado por hifas tabicadas con células uni o multinucleadas, poseen pared celular formada por quitina, su reproducción asexual se realiza mediante artrosporas y por fragmentación del micelio; su reproducción sexual se realiza por somatogamia, presentan cuerpos fructíferos llamados basidiocarpos, donde se desarrollan los basidios que producen meiosporas exógenas llamadas basidiosporas. 89 Ilustración 77. Agrocybe Aegerita o seta de chopo. 5.3.2.3. Importancia ecológica, económica y médica de cada grupo Los hongos contribuyen en gran parte al equilibrio ecológico del planeta; como las bacterias, donde la mayor parte son saprótrofos, descomponedores que absorben nutrimentos de desechos orgánicos y organismos muertos. A diferencia de las baterías, muchos saprótrofos fungales son capaces de degradar celulosa y liginina, los principales componentes de las paredes celulares vegetales. Cuando los hongos degradan desechos y organismos muertos, se liberan agua, carbono (en la forma de CO2) y componentes minerales de los compuestos orgánicos, y tales elementos recirculan; sin esta continua descomposición, muchos nutrimentos esenciales pronto quedarían atrapados en enormes cantidades de animales muertos, heces, ramas, troncos y hojas. Los nutrimentos quedarían fuera del alcance de las nuevas generaciones de organismos, y la vida cesaría. Los hongos proporcionan bebidas y alimentos al ser humano. La capacidad de las levaduras de producir alcohol etílico y dióxido de carbono a partir de azúcares como glucosa por fermentación se aprovecha para producir vino, cerveza y otras bebidas fermentadas, así como para hacer pan. Otros hongos imperfectos son utilizados para producir la salsa de soya fermentando en frijol de soya. Algunos hongos se cultivan de manera comercial para producir ácido cítrico y otras sustancias de uso industrial. Ejercicio 9: Contesta lo que se te pide: 1. Cuáles son las cuatro divisiones que existen del reino fungi y menciona por lo menos una carcterística de cada una: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. Menciona algunas características generales sobre el reino fungui: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 90 3. Menciona algunas importancias del reino fungui: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 5.3.3. Reino Plantae En la actualidad el reino vegetal comprende cientos de miles de especies que viven en una amplia variedad de hábitat, desde la helada tundra ártica hasta las exuberantes selvas húmedas tropicales y desde los áridos desiertos hasta las riberas de los ríos. Este reino está formado por plantas todas eucariontes y autótrofas las cuales son fotosintéticas; su reproducción es fundamental sexual aunque puede ser asexual. 5.3.3.1. Características generales Reino formado por unas 260,000 especies conocidas de musgos, hepáticas, helechos, plantas herbáceas y leñosas, arbustos, trepadoras, árboles y otras formas de vida que cubren la tierra y viven también en el agua. Se abarcan todos los biotipos posibles: desde las plantas herbáceas (teróitos, hemicriptóitos, geóitos) a las leñosas que pueden ser arbustos (caméitos y faneróitos), trepadoras o árboles (faneróitos). Del mismo modo son capaces de colonizar los ambientes más extremos, desde las heladas tierras de la antártida en las que viven algunos líquenes hasta los desiertos más secos y cálidos en los que sobreviven ciertas acacias, pasando por toda una gama de sustratos como el suelo, rocas, otras plantas, agua. El tamaño y la complejidad de los vegetales son muy variables; englobando desde pequeños musgos no vasculares, que necesitan estar en contacto directo con el agua, hasta gigantescas secuoyas, los mayores organismos vivientes capaces, con su sistema radicular, de elevar agua y compuestos minerales hasta más de cien metros de altura. 91 Ilustración 78. Secuoyas gigantescas. 5.3.3.2. División Bryophyta, Pteridophyta, Coniferophyta, Anthophyta Las siguientes divisiones mencionadas son pertenecientes al Reino Plantae y la importancia de algunos de ellos. División Bryophyta: La mayoría de los Briitos o división Briophyta carecen de tejidos vasculares especializados y todas carecen de hojas verdaderas, aunque el cuerpo de estas plantas posee diferentes tejidos diferenciados en tejidos fotosintéticos, de almacenamiento, de alimento y de ijación. Estos son los musgos y las antocerotas, que son plantas de pequeño tamaño que, aunque han colonizado el medio terrestre, su habitad está relacionado con zonas húmedas y acuosas, ellas necesitan del agua para llevar a cabo su ciclo reproductivo. Ilustración 79. Musgos. División Pteridophyta: La mayor parte de las 11,000 especies de helechos son terrestres, aunque unas pocas se han adaptado a hábitats acuáticos. Se encuentran en regiones que van desde los trópicos hasta el círculo polar ártico; la mayor parte de las especies se localizan en selvas lluviosas tropicales, donde penden de los altos de las ramas de los árboles. En regiones templadas. Los helechos suelen habitar pantanos, marjales, bosques húmedos y riberas de los ríos, aunque algunas especies se encuentran en campos, grietas rocosas en riscos o montañas, e incluso en desiertos. 92 Ilustración 80. Helechos. División Coniferophyta: Plantas con estructura de cormo como la raíz, el tallo y las hojas, espermatóitos (producen semillas), leñosas y perennes. A pesar de producir semillas, los primordios seminales no están encerrados dentro de carpelos y la fecundación se produce mediante el transporte directo de los granos de polen al micrópilo, generalmente por medio del viento y las lores son unisexuales. Ilustración 81. Árboles con lores. División Anthophyta: Las plantas con lores o angiomas son las plantas con más éxito en la actualidad, e incluso superan gimnospermas en importancias. Las angiospermas son plantas vasculares que se reproducen de manera sexual formando lores y semillas dentro de frutos, mediante un proceso de doble fecundación único. El fruto protege las semillas en desarrollo y a menudo ayuda a su dispersión. Las plantas con lores son en extremo importantes para el ser humano, ya que nuestra misma supervivencia como especie depende de ellas. 93 Ilustración 82. Flores con semilla. 5.3.3.3. Importancia ecológica, económica y médica de cada grupo El reino plantae es importante porque considera a las plantas y estas son los pulmones del mundo y son importantes dentro del papel de vida de todo ser humano. El ser humano utiliza directamente sólo un reducido porcentaje de las especies vegetales para procurarse alimento, cobijo, ibras y medicinas, entre las que se pueden mencionar el arroz, el trigo, el maíz, las legumbres, el algodón, las coníferas y el tabaco, especies de las que depende la economía de naciones enteras, pero aún tienen más importancia para la humanidad los beneicios indirectos obtenidos de todo el reino vegetal, que lleva más de 3,000 millones de años realizando la fotosíntesis. Las plantas nos han dejado combustibles fósiles como el petróleo de los que se obtiene energía y, a lo largo de su prolongada historia, han suministrado oxígeno suiciente a la atmósfera para permitir que los seres vivos pudieran desarrollarse, desde las primeras formas de vida terrestre a la diversidad extraordinaria que conocemos en la actualidad. La biomasa mundial está formada en una proporción abrumadora por plantas, que no sólo constituyen la base de todas las cadenas tróicas, sino que también modiican los climas, y crean y sujetan los suelos, transformando así en habitables lo que de otro modo serían masas de piedras y arena. Ejercicio 10: Relaciona ambas columnas: Pregunta 1. Suelen habitar pantanos, marjales, bosques húmedos y riberas de los ríos: 94 ( ) Respuesta Gigantescas secuoyas. 2. División en la cual se encuentran los musgos y las antocerotas: ( ) Reino Plantae 3. Son plantas vasculares que se reproducen de manera sexual formando lores y semillas dentro de frutos: ( ) energía 4. Ejemplos de las plantas herbáceas: ( ) Bryophyta 5. Las plantas han dejado combustibles fósiles como el petróleo de los que se obtiene: ( ) Angiospermas 6. Son los mayores organismos vivientes capaces de elevar agua y compuestos minerales hasta más de cien metros de altura: ( ) Coniferophyta 7. Este reino está formado por plantas todas eucariontes y autótrofas las cuales son fotosintéticas: ( ) Helechos ( ) Teróitos, hemicriptóitos, geóitos 8. División en en la cual las plantas producen semillas: 5.3.3.4. Evolución de tejidos vegetales El crecimiento y la diferenciación de los tejidos y órganos vegetales están controlados por varios factores internos y externos. 5.3.3.4.1. Sistema de tejido dérmico (epidermis y peridermis) La epidermis y la peridermis son parte de un tejido dérmico, la as cuales se explican más detalladamente a continuación: Epidermis: Es un tejido formado generalmente por una sola capa de células, algunas plantas presentan varias capas denominándose epidermis pluriestratiicada. Ilustración 83. Epidermis. Cubre todo el cuerpo de las plantas, es el encargado de la protección del cuerpo de la planta, respiración, pasaje de la luz, reconocimiento de patógenos, entre otros. Externamente presenta cutícula, que es una capa constituida por cutina y ceras; es delgada en plantas mesofíticas y acuáticas y puede adquirir considerable espesor en las xeróitas, como protección contra la desecación. Peridermis: Se forma en aquellas partes de la raíz y del tallo que presentan crecimiento secundario, por la actividad del cambium suberoso o felógeno. Este meristemo secundario se origina de la desdiferenciación de las células parenquimáticas o colenquimáticas que se encuentran debajo de la epidermis, con lo que puede formar un cilindro completo o incompleto. 95 Ilustración 84. Peridermis. Las células de felógeno se dividen periclinalmente dando lugar a ilas de células que se distribuyen de manera desigual hacia dentro o hacia fuera. Las capas más externas son más numerosas, sus células se suberiican y mueren formando el suber o corcho. Hacia dentro las células están vivas en una disposición apilada formando la felodermis. 5.3.3.4.2. Sistema de tejido fundamental (parénquima, colénquima y esclerénquima) Las plantas tienen tres tipos de tejido fundamental: •Parénquima: está distribuido por toda la planta, está vivo y mantiene la capacidad de división celular durante la madurez. En general, las células tienen sólo paredes primarias de grosor uniforme. Estas células del parénquima se encargan de numerosas funciones isiológicas especializadas: fotosíntesis, almacenamiento, secreción y cicatrización de heridas. También hay células de este tipo en los tejidos xilemático y loemático. Ilustración 85. Esquema de las células parenquimáticas. •Colénquima: es el segundo tipo de tejido fundamental; también se mantiene vivo en la madurez, y está formado por células provistas de paredes de grosor desigual. La colénquima puede plegarse, y actúa como tejido de sostén en las partes jóvenes de las plantas que se encuentran en fase de crecimiento activo. 96 Ilustración 86. Esquema de células de colénquima en corte transversal. •Esclerénquima: está formado por células que pierden el protoplasto al madurar y tienen paredes secundarias gruesas, por lo general con lignina. El esclerénquima se encarga de sujetar y reforzar las partes de la planta que han terminado de crecer. Ilustración 87. Esquema de braquisclereidas de pera (Malus sylvestris). 5.3.3.4.3. Sistema de tejido vascular (xilema y loema) El sistema de tejido vascular se divide en: Xilema: Está formado por dos clases de tejido conductor: traqueadas y vasos, las células que los forman son en los dos tipos alargadas, ailadas por los extremos, con paredes secundarias y sin citoplasma, y mueren al madurar. La pared celular tiene unas punteaduchas (adelgazamientos) en las cuales no se produce engrosamiento secundario y a través de las que el agua pasa de unas células a otras. Los vasos suelen ser más cortos y anchos que las traqueidas y, además de punteaduras, tienen perforaciones carentes de engrosamiento primario y secundario a través de las que circulan libremente el agua y los nutrientes disueltos. Células conductoras del sistema vascular Ilustración 88. Miembros de vaso del xilema. 97 Floema: También conocido como tejido conductor de nutrientes está formado por células que se mantienen vivas al madurar. Las células principales del loema son los elementos cribosos, llamados así por los grupos de poros que tienen en las paredes, a través de los que se conectan los protoplastos de las células contiguas. Hay dos tipos de estos elementos: células cribosas, con poros estrechos dispuestos en grupos bastante uniformes en las paredes celulares, y tubos cribosos, con poros mayores en unas paredes celulares que en otras. Aunque los elementos cribosos contienen citoplasma también en la madurez, carecen de núcleo y otros orgánulos. Los elementos cribosos llevan asociadas unas células anexas que tienen núcleo y se encargan de fabricar y segregar sustancias que entregan a los elementos cribosos, así como de extraer de éstos los productos de desecho que forman. Placa cribosa Tubo criboso Célula acompañante Ilustración 89. Esquema del loema. Ejercicio 11: En la oración escribe el número de la respuesta que corresponda: 1. Las plantas tienen tres tipos de tejido fundamental: ______ 2. Es un tejido formado generalmente por una sola capa de células: _____ 3. También conocido como tejido conductor de nutrientes está formado por células que se mantienen vivas al madurar: _____ 98 4. Sistema de tejido que puede plegarse, y actúa como tejido de sostén en las partes jóvenes de las plantas que se encuentran en fase de crecimiento activo: ______ 5. Se forma en aquellas partes de la raíz y del tallo que presentan crecimiento secundario: _____ 6. Está formado por dos clases de tejido conductor traqueadas y vasos:______ 7. Las células principales del loema son:______ Respuestas: 3 Parénquima, colénquima y esclerénquima. 2 Peridermis 4 Floema 5 Xilema 6 La colénquima 7 Epidermis 1 Los elementos cribosos 5.3.4. Reino Animalia El reino animal alcanza una variedad inmensa de organismos que van desde seres más simples, unicelulares, hasta los mamíferos, pluricelulares y complejos; entre estos dos extremos existe un amplio espectro de formas que presentan una formidable diversidad. A continuación se describirán las características generales de éste reino, su importancia a nivel médico, ecológico y económico, así como los phyllum en que se divide; y en la unidad III se explicara más detallado lo que es el comportamiento animal y el desarrollo del mismo. 5.3.4.1. Características generales Los animales son tan diversos, que pueden encontrarse excepciones a casi cualquier deinición de animal. Aun así, hay algunas características que deinen cuando menos a la gran mayoría de ellos: •Los animales son heterótrofos; ingieren el alimento primero y después lo digieren dentro del cuerpo, por lo regular en un aparato digestivo. •Los animales son eucariotes multicelulares. •La mayoría de los animales tienen sistemas nervioso y muscular bien desarrollados que les permiten reaccionar con rapidez a estímulos ambientales. •La mayor parte de los animales son organismos diploides que se reproducen sexualmente por medio de grandes óvulos inmóviles y pequeños espermatozoides lagelados. •La gran mayoría de los animales pueden efectuar la locomoción cuando menos en alguna fase de su ciclo vital. •Las células de los animales están especializadas para realizar funciones especíicas; en todos los animales, excepto los más sencillos, las células se organizan en tejidos, y los tejidos en órganos. 99 5.3.4.2. Phyllum Porifera, Cnidaria, Platyhelminthes, Nematoda, Annelida, Arthropoda, Mollusca, Echinodermata, Chordata Los siguientes phyllum pertenecen al Reino Animalia: Phyllum Porifera: El nombre Poriferia signiica “con poros”, describiendo bien a las esponjas, las cuales parecen sacos perforados con diminutos agujeros. Las esponjas vivas a menudo tienen colores brillantes, como verde, rojo, amarillo, azul, morado, anaranjado, o bien son blancas o parduscas. Se han identiicado unas 9,000 especies de esponjas, algunas especies son habitadas por algas o bacterias simbióticas que les dan color. Estos animales con acuáticos y su tamaño es entre 1 y 200 cm. de altura. Ilustración 90. Esponja. Phyllum Cnidaria: Gran parte de las 10,000 de las especies son marinas; reciben el nombre de las células especializadas que poseen, llamadas cnidocitos, las cuales contienen organelos urticantes. Los cnidarios se dividen en tres clases principales: la Hydrozoa (hidras, hidroides), la Scyphozoa (meduzas) y Antozoa (anémonas de mar y corales verdaderos). 100 Ilustración 91. Medusas y otros. Phyllum Platyhelminthes: También conocidos como gusanos planos, son animales sin celomas alargados y aplanados con simetría bilateral. Actualmente existen 20,000 especies divididas en cuatro clases: la clase Turbellaria (gusanos planos de vida libre), las clases Tremadota y Monogenea (parásitos internos o extrenos) y la clase Cestoda (parásitos intestinales vertebrados). Ilustración 92. Flatworm. Phyllum Nematoda: Es un grupo literalmente pequeño constituido de animales de vida libre con alrededor de 900 especies; la gran mayoría son marinos, pero sólo unos pocos habitan en agua dulce o suelo húmedo. Tienen el cuerpo largo y estrecho, cilíndrico o aplanado, con la longitud entre 5cm y unos 2 metros, y en ocasiones pueden existir más grandes, siendo de color rojo, anaranjado o verdes intensos, con bandas negras o blancas. Ilustración 93. Ejemplo de Phyllum Nematoda. Phyllum Annelida: Los gusanos segmentados, tienen simetría bilateral, el cuerpo tubular, que puede estar dividido en más de 100 segmentos parecidos a anillos. Existen alrededor de 15,000 especies, las cuales se dividen en tres clases principales: la clase Polychatea (gusanos arenícolas y tubículas), la clase Oligochaeta (lombriz de tierra) y la clase Hirudinea (sanguijuelas). 101 Ilustración 94. Sanguijuelas. Phyllum Arthropoda: Incluyen alrededor de un millón de especies, que viven en una variedad de hábitat más grande que los miembros de cualquier otros phyllum. Los artrópodos tienen sistema circulatorio abierto, un corazón tubular dorsal bombea hemolifa a una arteria dorsal, que puede ramiicarse en otras más pequeñas. Un subilum que es el Chelicerata incluye la cacerolas de mar y los arácnidos (arañas, escorpiones y ácaros); otro subilum Crustacea como langostas, cangrejos, camarones y percebes y los miembros del subilum Uniramia como insectos, ciempiés y milpiés. Ilustración 95. Mil pies. Phyllum Mollusca: 102 Los moluscos cuentan con más de 140,000 especies conocidas. Todos los moluscos tienen órganos sensoriales para el tacto, el olfato, el gusto y el equilibrio, mientras que la vista solo está presente en algunos y está especialmente desarrollada en los cefalópodos. En la mayoría, los sexos están separados y la fertilización se efectúa en el agua. Suelen poner los huevos protegidos por alguna estructura gelatinosa o córnea; y el desarrollo es indirecto, produciéndose larvas con escaso parecido a sus progenitores. Ilustración 96. Pulpo. Phyllum Echinodermata: Viven en el mar, se encuentran en todos los océanos y a todas las profundidades, identiicando unas 7,000 especies vivas y más de 13,000 extintas; los equinodermos son en muchos sentidos únicos en el reino animal caracterizados por su sistema hidrovascular, una red de conductos llenos de agua de mar que participan en la locomoción, alimentación e intercambio gaseoso; las ramas de este sistema conducen a numerosos y diminutos pies ambulacrales o pies tubulares, que se extienden cuando se llenan de líquido. Ilustración 97. Estrellas de mar. Phyllum Chordata: Se dividen en tres subila: subilum Urochordata, que consta de los animales marinos llamados tunicados; subilum Cephalochordata, formado por animales marinos denominados anioxos; y subilum Vertebrata, los animales con columna vertebral. 103 Ilustración 98. Subilum vertebrados; Puma. 5.3.4.3. Importancia ecológica, económica y médica de cada grupo En cuanto a la importancia ecológica forman parte de nuestros ecosistemas de nuestros biomas de nuestros bosques selvas, entre muchos otros, en pocas palabras forman parte de nuestra naturaleza. La importancia económica, del reino animal se obtienen pieles para abrigos alfombras etcétera, se adquiere comidas y muchas cosas más que beneician económicamente a los vendedores pero por eso es la importancia ecológica para que se deje de matarlos para beneicio e importancia ecológica. 5.3.4.4. Evolución de los tejidos animales El tejido se deine como un grupo o capa de células que son expertas en una misma función, por lo que existen números tipos de tejidos como tipos de células especializadas puedan existir. 5.3.4.4.1. Tejido conectivo La mayor parte de los organismos del cuerpo contienen una armazón del tejido conectivo que lo soporta y lo amortigua. Cartílago y hueso son ejemplos de tejidos conectivos que soportan el cuerpo de los vertebrados y protegen órganos como el corazón y pulmones. La sangre es un tejido conectivo que transporta materiales, con lo que comunica entre sí partes distantes del organismo. El tejido adiposo constituye un colchón protector y almacena grasa. Existen muchos tipos de tejidos conectivos y muchos sistemas para clasiicarlos: Autores: Tejido conectivo laxo Tejido conectivo denso •Sostén; depósito de líquidos y sales. •Sostén; transmisión de fuerzas mecánicas. Tejido conectivo elástico Tejido conectivo reticular Tejido adiposo •Proporciona elasticidad. •Sostén. •Almacenamiento de energía; aislamiento; soporte de órganos como glándulas mamarias, riñones. •Sostén lexible y reducción de la fricción en supericies de rozamiento. •Sostén y protección de órganos internos; depósito de calcio; sitio de inserción de los músculos esqueléticos. •Transporte de oxígeno, nutrimentos, desechos y otros minerales. Cartílago Hueso 104 Características: Sangre, linfa y tejidos que producen células sanguíneas Los tejidos varían sobremanera en los detalles de sus estructuras y en sus funciones. 5.3.4.4.2. Tejido epitelial El tejido epitelial se encarga de proteger nuestro cuerpo de las agresiones externas formando una especie de barrera. En los tejidos epiteliales, las células están estrechamente unidas entre sí formando láminas. La matriz extracelular es escasa y se ubica por debajo de las de células epiteliales. Ella forma una delgada capa llamada lámina basal. Las células soportan las tensiones mecánicas, por medio de resistentes ilamentos proteicos que se entrecruzan, en el citoplasma de cada célula epitelial, formando el citoesqueleto. Para transmitir la tensión mecánica de una célula a las siguientes, estos ilamentos están unidos a proteínas transmembrana ubicadas en sitios especializados de la membrana celular. Estas proteínas se asocian, en el espacio intercelular, ya sea con proteínas similares de la membrana de las células adyacentes, o con proteínas propias de la lámina basal subyacente Por ejemplo en la sección de un diente, se puede ver la capa de células epiteliales, encargada de producir el esmalte que protege nuestra dentadura. El esmalte es la sustancia más fuerte producida por los mamíferos. Ilustración 99. Tejido epitelial. 5.3.4.4.3. Tejido muscular Los movimientos de la mayor parte de los animales son resultado de la contracción de las células alargadas, cilíndricas o ahusadas del tejido muscular. Cada célula muscular se denomina ibra muscular por su longitud. Una ibra muscular contiene muchas diminutas unidades contráctiles paralelas longitudinales llamadas mioibrillas, las cuales están compuestas por dos proteínas que son miosina y actina, las cuales tienen un cometido esencial en la contracción de las células musculares. 105 En los vertebrados se observan en tres tipos de tejido muscular: Autores: Características: •El músculo liso •Se encuentra en las paredes del tubo digestivo, útero, vasos sanguíneos y algunos otros órganos internos. •El músculo esquelético •Constituye las grandes masas musculares unidas a los huesos del cuerpo; sus ibras son muy largas debido a que llagan a medir hasta 2 o 3 cm. •El músculo cardiaco •Es el principal tejido del corazón. Cuenta con discos intercalares, que son uniones especializadas entre las ibras. 5.3.4.4.4. Tejido nervioso El tejido nervioso está formado por neuronas, células especializadas en la conducción de impulsos nerviosos electroquímicos, y células gliales, que dan sostén y nutrición a las neuronas. Determinadas neuronas reciben señales del ambiente externo o del interno y las transmiten a la médula espinal y el encéfalo; otras neuronas reciben, procesan y almacenan la información; otras más transmiten señales del encéfalo y la médula espinal a músculos, glándulas y otros órganos del cuerpo. 106 Las neuronas se comunican entre sí en sitios de unión llamados sinapsis. Un nervio consiste en muchas neuronas unidas entre sí por tejido conectivo. Ilustración 100. Tejido nervioso. Ejercicio 12: Resuelve el siguiente crucigrama: Horizontales: 1. Constituye las grandes masas musculares unidas a los huesos del cuerpo; sus ibras son muy largas debido a que llagan a medir hasta 2 o 3 cm: 3. Tienen sistema circulatorio abierto, un corazón tubular dorsal bombea hemolifa a una arteria dorsal, que puede ramiicarse en otras más pequeñas: 5. Es un tejido conectivo que transporta materiales, con lo que comunica entre sí partes distantes del organismo: 7. Phyllum que se divide en tres subilos: Urochordata, Cephalochordata y Vertebrata: 9. Tejido formado por neuronas, células especializadas en la conducción de impulsos nerviosos electroquímicos, y células gliales, que dan sostén y nutrición a las neuronas: Verticales: 2. Este tejido se encuentra en la mayor parte de los organismos del cuerpo, el cual lo soporta y lo amortigua: 4. Tejido en el cual su función es el almacenamiento de energía; aislamiento; soporte de órganos como glándulas mamarias, riñones: 6. A qué gurpo de organismos pertenecen los animales, si ingieren el alimento primero y después lo digieren dentro del cuerpo, por lo regular en un aparato digestivo: 8. Tejido que se encarga de proteger nuestro cuerpo de las agresiones externas formando una especie de barrera: 10. Las esponjas vivas a menudo tienen colores brillantes, como verde, rojo, amarillo, azul, morado, anaranjado, o bien son blancas o parduscas; las cuales pertenecen al phyllum: 107 1 2 4 3 6 5 8 7 10 9 Resumen 108 El estudio cientíico de la diversidad de los organismos y sus relaciones evolutivas se denomina sistemática La sistemática juega un papel central en biología al suministrar los medios para caracterizar los organismos que se estudian. Por medio de la producción de clasiicaciones que relejan las relaciones evolutivas también permite predicciones e hipótesis que pueden ser sometidas a prueba. La taxonomía permite organizar la diversidad de cualquier conjunto de objetos, víveres de una estantería o las especies de un ecosistema. La naturaleza jerárquica de la clasiicación biológica surge como una consecuencia del proceso de evolución de las especies. La taxonomía se divide en dos ramas: microtaxonomía y macrotaxinomía. El intervalo de categorías taxonómicas intermedias entre especie y dominio constituye una jerarquía, iniciando con las especies, género, las familias, órdenes, clases, ilos, reinos y dominios. La nomenclatura es el nombre cientíico. Todo texto cientíico debe redactarse indicando su nombre cientíico. Cada especie recibe un nombre único consistente en dos palabras; la primera palabra del nombre cientíico binomial designa el género, y la segunda palabra es el epíteto especíico. Los nombre cientíicos suelen derivar de raíces griegas o latinas o de versiones latinizadas de los hombres de personas, lugares o características. Los nombres cientíicos hacen posible que la biología sea una ciencia realmente internacional. La ilogenia se deine como la historia o crónica evolutiva de las especies; de inicio, no establece grupos taxonómicos como familias, géneros, etc. Su misión es conocer las relaciones evolutivas entre los grupos de especies y hay un acuerdo generalizado en que es el criterio a seguir en el establecimiento de la organización natural. Un carácter, es un rasgo o atributo observable en un ser vivo. Se pueden distinguir básicamente dos tipos de caracteres: discretos y continuos. Los caracteres discretos sólo pueden tomar determinados valores, mientras que en los continuos, en teoría, sería posible obtener cualquier valor entre otros dos dados. El cladismo se basa en el principio de la parsimonia, el cual establece que ante dos hipótesis evolutivas es más probable de ser cierta aquella que implique menos cambios evolutivos, ya que la naturaleza tiende siempre a la simplicidad. Se ha discutido que la parsimonia que existe en la naturaleza no es completamente equivalente con la parsimonia aplicada por el cladismo. Una clasiicación cientíica de las especies, se fundamenta únicamente en las relaciones de proximidad evolutiva entre las distintas especies, reconstruyendo la historia de su diversiicación, conocida también como ilogénesis, desde el origen de la vida en la Tierra hasta la actualidad. El término evolución, se reiere a cambios en las características de las poblaciones en el lapso de muchas generaciones; tales cambios pueden ser tan pequeños que resulte difícil detectarlos o tan grandes que la población diiera notablemente de la población ancestral. La evolución tiene dos perspectivas principales: la microevolución y la macroevaluación. Las características generales de los grandes grupos de organismos son: virus, es una diminuta partícula infecciosa consistente en un ácido nucleico central (el material genético) envuelta en una cubierta proteínica llamada cápside; viroide, diversas enfermedades vegetales y también infectan animales; y prione, partícula infecciosa proteínica. Los dominios Bacteria (Eubacteria) y Archaea (Archaebacteria): •Archaea (arqueas): que incluye un grupo de procariontes que producen gas metano a partir de fuentes de carbono simples y dos grupos capaces de vivir en ambientes extremosos. •Eubacteria (eubacterias): también llamado Bacteria, que comprende todos los demás procariontes. Este último dominio incluye las bacterias más conocidas de los biólogos. Dentro del dominio Eucarya se encuentran los reinos: •El reino Protista, el cual fue puesto por primera vez en 1866 para incluir a las bacterias y otros microorganismos que diieren de plantas y animales.La mayor parte de los cuales son móviles en algún momento de su ciclo vital, presentan diversos medios de locomoción. La reproducción es muy varias en el reino Protista. Casi todos los protistas se reproducen asexualmente, y muchos también se reproducen sexualmente. •El reino Fungi, champiñones, colmenillas y trufas, delicias culinarias, tienen mucho en común con el moho negro que se forma en el pan viejo o en la cortinas plásticas de la regaderas, perteneciendo todas al reino Fungi. En casi todos los hongos, la pared celular se encuentra constituida por quintina, que viene siendo un polímero que consiste en subunidades de azúcar nitrogenado. •El reino Plantae o vegetal, comprende cientos de miles de especies que viven en una amplia variedad de hábitat, desde la helada tundra ártica hasta las exuberantes selvas húmedas tropicales y desde los áridos desiertos hasta las riberas de los ríos. Está formado por plantas todas eucariontes y autótrofas son fotosintéticas; su reproducción es fundamental sexual aunque puede ser asexual. •El reino Animalia, alcanza una variedad inmensa de organismos que van desde seres más simples, unicelulares, hasta los mamíferos, pluricelulares y complejos; entre estos dos extremos existe un amplio espectro de formas que presentan una formidable diversidad. 109 Los animales son tan diversos, que pueden encontrarse excepciones a casi cualquier deinición de animal. Autoevaluación: Resuelve lo siguiente: 110 Pregunta Respuesta 1. Tejido que se encuentra en las paredes del tubo digestivo, útero, vasos sanguíneos y algunos otros órganos internos: ( ) Ernst Haeckel 2. Está formado por dos clases de tejido conductor: traqueadas y vasos: ( ) Reino Animal 3. Se basa en el principio de la parsimonia: ( ) Eubacteria 4. La evolución tiene dos perspectivas principales: ( ) Reino Protista 5. Alcanza una variedad inmensa de organismos que van desde seres más simples, unicelulares, hasta los mamíferos, pluricelulares y complejos: ( ) Sistemática 6. A que reino pertenecen los champiñones, colmenillas y trufas: ( ) Porifera 7. Es un tejido formado generalmente por una sola capa de células: ( ) Virus 8. A que reino pertenecen los phyllum sarcomastigophora, apicomplexa y ciliophora: ( ) La taxonomía 9. Phyllum al que pertenecen las esponjas las cuales cuando están vivas a menudo tienen colores brillante: ( ) El cladismo 10. Biólogo alemán, que propuso el establecimiento de un tercer reino, el Protista: ( ) Microevolución y macroevaluación 11. Se deine como la historia o crónica evolutiva de las especies y su misión es conocer las relaciones evolutivas entre los grupos de especies: ( ) Xilema 12. Forman parte de las ramas del dominio Eukarya: ( ) Músculo liso 13. Dominio que incluye a las bacterias más conocidas de los biólogos: ( ) Reino Fungi 14. El estudio cientíico de la diversidad de los organismos y sus relaciones evolutivas se denomina: ( ) Epidermis 15. La microtaxonomía y la macrotaxinomía, son ramas de: ( ) Los protozoarios 16. Es una diminuta partícula infecciosa consistente en un ácido nucleico central, envuelta en una cubierta proteínica llamada cápside: ( ) Filogenia b) Responde según consideres: 1. Menciona cuáles son los tipos de reinos existen dentro del dominio Eukarya: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. Los caracteres que se utilizan habitualmente son: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3. Deine lo que es el sistema fundamental esclerénquima: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 4. Menciona las tres ramas de la sistemática: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 5. En casi todos los hongos, la pared celular se encuentra constituida por éste polímero que consiste en subunidades de azúcar nitrogenado: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 6. Menciona los tipos en los que se divide el tejido conectivo: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 110 7. Enlista por lo menos dos aspectos importantes que consideres sobre el Reino Animalia: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 8. Las neuronas se comunican entre sí en sitios de unión llamados: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 9. La mayoría de las áreas de la biología dependen de ellos: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 10. Los biólogos dividen dos grandes dominios: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 112 UNIDAD III Al término de la unidad, el alumno: •Comprobará el comportamiento animal, por medio de un punto de vista genético y evolutivo, para conocer las características e importancia del desarrollo animal. III. COMPORTAMIENTO ANIMAL Introducción. Por muchos años se ha dicho que el estudio del comportamiento animal se ha desarrollado en el último siglo y que tenía primordialmente dos escuelas principales: una en Europa y otra en los Estados Unidos. La mayoría de los hallazgos lo san hecho biólogos europeos que se llaman a sí mismos etólogos y estudian a los animales en circunstancias naturales usando como base la teoría de la evolución de Darwin. En la unidad siguiente podrás saber más a fondo sobre el reino animal desde su comportamiento innato, los aprendizajes que lleva a cabo, su comunicación y los tipos que existen, entre muchas otras cosas. 1. Antecedentes históricos de la Etología. Deinición La ecología conductual es el estudio del comportamiento en ambientes naturales a partir de la evolución. Por dos decenios, la ecología conductual ha sido el vital método de los biólogos que estudian el comportamiento de los animales. “Antes de que apareciera este método, el estudio del comportamiento de los animales se denomina etología, y esté término aún se aplica algunas veces al estudio global del comportamiento de los animales” . 113 Ilustración 101. Ejemplo de conducta animal, lo cual estudia la etología. Los ecólogos conductuales creen tanto en los beneicios como en los cotos de comportamientos especíicos; así, un comportamiento determinado puede ayudar a un organismo a obtener alimento o agua, adquirir y mantener un territorio donde vivir, protegerse o reproducirse. 2. Comportamiento innato El comportamiento innato, también es conocido como genéticamente determinado, a menudo es modiicado por la experiencia; ningún animal puede aprender todas las cosas. Los animales pueden usar las condiciones del ambiente para elegir entre diferentes respuestas que vienen codiicadas en sus genes, mientras que por otra parte se sabe ahora que el aprendizaje no es tan lexible como se creía anteriormente en sus inicios. Ilustración 102. Un ejemplo de comportamiento innato es: una madre alimentando a sus crías. 3. Aprendizaje El aprendizaje se ve con frecuencia como una parte esencial de un sistema inteligente, puesto que es una habilidad de la que disponen en mayor o menor grado los sistemas naturales para adaptarse al entorno en el que viven. El aprendizaje tiene sus limitaciones, es decir, una animal que se le enseña a evitar un estímulo corriendo, puede aprender a evitarlo; pero si se le pide que lo haga sobre sólo dos patas, suponiendo que esto sea imposibilidad para esa especie, en particular, jamás lo aprenderá. 3.1. Tipos de aprendizaje El aprendizaje se divide en dos tipos: 114 Desarrollo de conductas maniiestas adaptativas: Conductas observables en un animal. El hecho de que se observe a un lobo derribar a una presa y matarla, indica que ese individuo ha aprendido correctamente la conducta compleja de caza. La manifestación conductual del aprendizaje es importante para la supervivencia y para la adaptación. Lo que cualquier animal haga es de suma importancia porque es la conducta y no su conocimiento, lo que constituye su estrategia de adaptación. Conocimiento adquirido: Transición desde el estado de ignorancia al de conocimiento. Para el humano es fácil percibir este aspecto debido a que desde pequeños, se nos ha inculcado la cultura general pero los animales, con capacidad de aprendizaje, también poseen conocimientos. Los perros conocen su territorio, saben cómo llegar a un determinado lugar, utilizando puntos de referencia y por donde les puede llegar el peligro. El problema para nosotros, a la hora de observarlos, es que no siempre se comportan de forma que revelen estos conocimientos y las reglas por las que los han adquirido. Ilustración 103. Ejemplo de un conocimiento adquirido es: un perro marcando su territorio. Ejercicio 1: Ordena las palabras según corresponda: 1. dnctoacsu eiafsamtsnad aiptadsatav 2. legoíoat _________________________________________ _________________________________________________________________ 3. aizdpanjer _________________________________________________________________ 4. ocniontmoice odiaqrdiu _____________________________________________________ 5. mtorpcatnomioe nantio _____________________________________________________ 114 4. Bases genéticas del comportamiento El procedimiento más común para comprobar si existe una información genética encargada de controlar determinado carácter es recorrer un camino al revés, remontándose del fenotipo al genotipo, es decir, de la expresión inal a la información inicial. El control genético se efectúa actualmente en tres direcciones: •Los procesos sensoriales y perceptivos a partir de las diferencias individuales en el sentido del gusto, con la consiguiente variación del comportamiento en la elección de los alimentos; en la capacidad visual, con la inluencia notable en las características intelectuales y en la personalidad. •Los procesos de respuesta decididos por los caracteres neuroisiológicos que maniiestan el estado de actividad funcional del sistema nervioso central. Entre estos merece atención el electroencefalograma, que registra las modiicaciones, generalmente rítmicas, del potencial eléctrico de la corteza que es diferente en cada ser humano. •Capacidades intelectuales, cuya dependencia del patrimonio genético está probada, de las que también dependen los diferentes elementos o habilidades en los que se puede determinar la inteligencia con las variaciones de un individuo a otro. Se debe considerar que los genes además de un modo, tienen un tiempo de acción, a lo que tal vez pueda hacerse responsable la variabilidad observada en la expresión del comportamiento con una base genética idéntica. 5. Evolución de la conducta animal El desarrollo histórico es útil cuando existe material fósil, pero cuando no existe, solamente se utilizan modernas técnicas de comparación para reconstruir el comportamiento mediante lo que se llama un cladograma. 116 Ilustración 104. Cladograma. Al estudiar algunos fósiles, se encontraron principalmente aquellos de individuos que tenían cornamentas gigantescas, los cuales morían con más frecuencia y serían la explicación de que la especie se extinguiera. Conociendo la distribución de los fósiles, los tamaños y los sexos, se ha logrado llegar a reconstruir hipotéticamente el comportamiento y ecología de especies extintas. 6. El comportamiento como carácter adaptativo La escuela de los que se apoyan en buscar las adaptaciones, se llaman adaptacioncitas, y el fundamento es suponer que la estructura X de un organismo o de una característica del comportamiento animal, es contribuir al éxito del individuo en producir copias de sí mismo y que existen demasiados obstáculos ambientales a que el individuo crezca y se reproduzca: la idea adaptacioncita es tratar de encontrar cómo las características permiten vencer esos obstáculos. Por otro lado, todas las características tienen beneicios y costos para el individuo, los cuales suelen cambiar con el ambiente. Por ejemplo: un oso polar, beneicio de su pelambre muy grueso, no sería un beneicio si éste animal se tuviese en un lugar cálido. Ilustración 105. Oso polar. Ejercicio 2: Contesta según consideres: 1. Menciona y describe brevemente las tres direcciones para efectuar el control genético: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. Este desarrollo es útil cuando existe material fósil: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 117 3. Su fundamento es suponer que la estructura X de un organismo o de una característica del comportamiento animal: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 4. Técnicas moderna de comparación para reconstruir el comportamiento: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 7. Comunicación La comunicación es más evidente cuando un animal realiza un acto que modiica el comportamiento de otro organismo; contribuyendo a encontrar alimento, como en la elaboradas danzas de las abejas domésticas; mantener unido un grupo, advertir sobre algún peligro, indicar estatus social, informar sobre su disposición a suministrar o recibir cuidados, identiicar miembros de la misma especie o identiicar madurez o disposición sexual. 7.1. Tipos de comunicación En la comunicación entre animales, un individuo envía señales auditivas, visuales, táctiles, químicas o eléctricas a otro. •Químicas: dependen del sentido del olfato y del gusto; a las sustancias químicas especíicas que producen efectos, se les conoce como feromonas. •Acústicas: transmiten una amplia gama de información y son fáciles de localizar. •Visuales: muchos animales usan estas señales, suelen ser llamativas. Por ejemplo: Bioluminiscencia. •Eléctricas: son señales que atraviesan cuerpos sólidos se utilizan para la agresión, cortejo ó para orientarse. 118 Ilustración 106. Comunicación acústica en lobos por medio de aullidos y ladridos. 7.2. Ventajas y desventajas de cada uno Tipo de comunicación Químicas Acústicas Visuales Características Ventaja Desventaja “Las feromonas son señales químicas que algunos animales secretan para transmitir información a otros miembros de su especie” . “Se invierte relativamente poca energía en sintetizar el compuesto orgánico simple pero distintivo implicado. También son eicaces en la oscuridad que pueden evitar los obstáculos y duran varias horas o más” . Los machos territoriales anuncian por medio del canto su presencia y disposición a interactuar socialmente. Además de cantos, muchas aves hacen exhibiciones visuales. Son transmisión lenta y contenido de información limitado. Algunos animales compensan esta última desventaja secretando diferentes feromonas con diferentes signiicados. Los saltícidos pueden muchas veces reconocer al congénere sin recurrir a cortejos muy conspicuos, en base a su excelente visión, que incluye colores. Los licósidos, generalmente de colores crípticos, recurren a movimientos sumamente ostentosos para ser percibidos a mayor distancia, potenciando las señales con pelos que aumentan el tamaño aparente de los apéndices utilizados. No se puede usar en la oscuridad (salvo que el animal utilice la bioluminiscencia). Sus señales funcionan bien sólo hasta distancias medias Se presenta en una gran diversidad de aves. La comunicación a través del sonido la cual constituye un lenguaje en sentido estricto. En los animales este tipo de comunicación se traduce en ladridos, rugidos, el canto de los pájaros, de los grillos, zumbidos etc. Los peces utilizan este fenómeno para atraer a sus presas y obtener así su alimento, mientras que las luciérnagas tienen otra función que es la de la comunicación sexual. Esta comunicación es particularmente llamativa en aquellas especies de arañas que tienen visión al menos moderadamente buena, principalmente en saltícidos y licósidos. Cuando las hembras se dirigen inequívocamente a parlantes que emiten una grabación sonora de un macho cortejante, constatamos la comunicación acústica a pesar de no percibirla. 119 Eléctricas Determinados peces utilizan esta comunicación como por ejemplo: los gimnótidos. Utilizan impulsos eléctricos para navegación y comunicación, incluso de amenazas territoriales, de manera similar a como ocurre en la vocalización de las aves. Ilustración 107. Los gimnótidos son un ejemplo de una comunicación eléctrica. Ilustración 108. La comunicación de las aves es de tipo acústica. Ilustración 109. La comunicación visual es utilizada por las arañas. Ejercicio 3: Une el concepto con la deinición correspondiente: 1. Dependen del sentido del olfato y del gusto; a las sustancias químicas especíicas que producen efectos, se les conoce como feromonas 120 2. Son señales que atraviesan cuerpos sólidos se utilizan para la agresión, cortejo ó para orientarse. 3. Muchos animales usan estas señales, suelen ser llamativas. Por ejemplo: Bioluminiscencia. 4. Transmiten una amplia gama de información y son fáciles de localizar. 5. Es más evidente cuando un animal realiza un acto que modiica el comportamiento de otro organismo. 8. Comportamiento social de los animales (ejemplos) El comportamiento social se puede deinir como la interacción de dos o más animales, por lo general de la misma especie; en donde muchos de los animales se favorecen en vivir en grupos. Ejemplo: •“Las cebras: la unidad social consiste en un grupo bastante estable de hembras con crías y un garañón dominante. Ser miembro de un grupo de muchas cebras a menudo ofrece ventajas a los individuos que intentan evitar a los depredadores” . Ilustración 110. Cebras en su hábitat. •Los bovinos: en una manada de bovinos, con su estatus jerárquico establecido, la incorporación de nuevos animales mayores de cinco meses desencadenará luchas en función de un nuevo acomodamiento. Tal situación comprenderá, entre otros, el reconocimiento de puestos prioritarios para la ingestión de forraje, agua, entre otras cosas. 121 Ilustración 111. Vaca con su cría. 9. Etología humana La Etología es una subdisciplina de la psicología que emprende el estudio de la conducta espontánea en su medio natural. Considera que la conducta es un conjunto de rasgos fenotípicos, es decir, que está inluida por factores genéticos y por lo tanto, fruto de la selección natural. Principalmente la etología se preocupa por comprender hasta qué punto la conducta es un mecanismo de adaptación, para lo cual trata de establecer en qué medida inluye sobre el éxito reproductivo. Ejercicio 2: Contesta según consideres: 1. Deine comportamiento social en los animales: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2. Describe un ejemplo de comportamiento social (aparte de los que se te exponen anteriormente): ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 3. Deine etología humana: ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ Resumen 122 La ecología conductual es el estudio del comportamiento en ambientes naturales a partir de la evolución. Etología, esté término aún se aplica algunas veces al estudio global del comportamiento de los animales. El comportamiento innato, también es conocido como genéticamente determinados, a menudo sí son modiicados por la experiencia; ningún animal puede aprender todas las cosas. El aprendizaje se ve con frecuencia como una parte esencial de un sistema inteligente, puesto que es una habilidad de la que disponen en mayor o menor grado los sistemas naturales para adaptarse al entorno en el que viven. El aprendizaje se puede dar de dos formas: •Desarrollo de conductas maniiestas adaptativas: conductas observables en un animal. •Conocimiento adquirido: transición desde el estado de ignorancia al de conocimiento. El procedimiento más común para comprobar si existe una información genética encargada de controlar determinado carácter es recorrer un camino al revés, remontándose del fenotipo al genotipo, es decir, de la expresión inal a la información inicial. El control genético se efectúa actualmente en tres direcciones: los procesos sensoriales y perceptivos, los procesos de respuesta decididos por los caracteres neuroisiológicos y las capacidades intelectuales. El desarrollo histórico es útil cuando existe material fósil, pero cuando no existe, solamente se utilizan modernas técnicas de comparación para reconstruir el comportamiento mediante lo que se llama un cladograma. La idea adaptacioncita del comportamiento, es tratar de encontrar cómo las características permiten vencer esos obstáculos. Por otro lado, todas las características tienen beneicios y costos para el individuo, los cuales suelen cambiar con el ambiente. La comunicación es más evidente cuando un animal realiza un acto que modiica el comportamiento de otro organismo; contribuyendo a encontrar alimento, su estatus social entre muchas otras cosas. En la comunicación entre animales, un individuo envía señales auditivas, visuales, táctiles, químicas o eléctricas a otro. El comportamiento social se puede deinir como la interacción de dos o más animales, por lo general de la misma especie; en donde muchos de los animales se favorecen en vivir en grupos. La Etología es una subdisciplina de la psicología, que se preocupa por comprender hasta qué punto la conducta es un mecanismo de adaptación, para lo cual trata de establecer en qué medida inluye sobre el éxito reproductivo. Autoevaluación: Resuelve lo siguiente: Horizontales: 1. También es conocido como genéticamente determinado: 3. Todas las características tienen beneicios y costos para el individuo, los cuales suelen cambiar con el ambiente, lo cual se reiere al carácter: 5. Es una subdisciplina de la psicología que emprende el estudio de la conducta espontánea en su medio natural: 7. Transición desde el estado de ignorancia al de conocimiento: 9. Es más evidente cuando un animal realiza un acto que modiica el comportamiento de otro organismo: 123 Verticales: 2. El desarrollo histórico es útil cuando existe: 4. Se ve con frecuencia como una parte esencial de un sistema inteligente: 6. Se puede deinir como la interacción de dos o más animales: 8. Tipo de comunicación, donde utilizan son señales que atraviesan cuerpos sólidos se utilizan para la agresión, cortejo ó para orientarse: 10. Tipo de comunicación en la cual se transmiten una amplia gama de información y son fáciles de localizar: 1 2 4 3 6 5 9 7 10 124 8 RESOLUCIÓN DE EJERCICIOS UNIDAD I Ejercicio 1: ( 5 ) Alfred Russel Wallace ( 6 ) Jean Baptiste de Lamarck ( 7 ) George Louis le Clerc de Bufón ( 1 ) James Hutton ( 8 ) Georges Cuvier ( 3 ) Charles Darwin ( 4 ) Aristóteles ( 2 ) Charles Lyell Ejercicio 2: 1. Anatomía comparada. 2. Desarrollo humano. 3. Bioquímica. 4. Registro fósil. 5. Embriología. 6. Biogeografía. 7. Organelos. 8. Estructuras vestigiales. Ejercicio 3: Respuestas según consideres. Ejercicio 4: 1. La adaptación es una modiicación evolutiva que mejora las oportunidades de supervivencia y de éxito reproductivo de la población en un ambiente dado. 2. La selección natural consiste, en la supervivencia y la reproducción diferencial. 3. La variación aparece en una población a través de mutación, que es un cambio impredecible en el ácido desoxirribonucleico (ADN). 4. La migración de individuos reproductivos entre poblaciones causa un movimiento correspondiente de alelos, o lujo genético, que tiene consecuencias evolutivas considerables. 5. La producción de cambios evolutivos al azar en poblaciones reproductoras pequeñas se denominan deriva genética. 6. El apareamiento no aleatorio se presenta en las especies animales con sistemas de apareamiento en los que sólo unos pocos machos dominantes conquistan el acceso reproductivo a las hembras. 125 Ejercicio 5: 1. Los biólogos consiguieron un gran logro conceptual cuando cambiaron los principios de la herencia mendeliana con la teoría de Darwin de la selección natural, de la cual se forma la síntesis moderna o teoría sintética, en donde síntesis se reiere a la combinación de partes de varias teorías previas para formar un todo uniicado. 2. El registro fósil es incompleto, pero los huecos son más evidentes donde se ubican los tipos de transición. - Los organismos de transición entre la especie ancestral y descendiente, están dentro de la población aislada. Ejercicio 6: Simpátrida, Progenitora, Mecanismos, Proceso, Geográicamente, Selección, Alopátrida, Radiación, Organismo, Taxonómica, Especiación, Población, Asiladas, Genéticas. Ejercicio 7: 1. Falso 2. Verdadero 3. Verdadero 4. Verdadero 5. Falso 6. Verdadero 7. Falso Ejercicio 8: 1. La generación espontánea. 2. Biogénesis. 3. El creacionismo. 4. Oparin-Haldane. 5. Muy distintas de las actuales. 6. Panspermia. Ejercicio 9: 1. Heterótrofos (8) 2. Aerobia (5) 3. Autótrofos (7) 4. Catabolismo (3) 5. Anabolismo (1) 6. El metabolismo (2) 7. Endosimbiótica de Lynn Margulis (4) 8. Anabolismo y catabolismo.(9) 9. Anaerobia (10) 10. Respiración celular (6) 126 Ejercicio 10: 1. Pérmico 2. Era cuaternaria o antropozoica 3. Era terciaria o cenozoica 4. Era Azoica 5. Era Arqueozoica o Proterozoica 6. Oligoceno 7. Era primaria o paleozoica 8. Pleistoceno 9. Era secundaria o mesozoica Ejercicio 11: Era Azoica (sin vida) Era Arqueozoica o Proterozoica Era primaria o paleozoica Era secundaria o mesozoica Era terciaria o cenozoica Era cuaternaria o antropozoica Ejercicio 12: 1. Respuesta libre. 2. Homo habilis. 3. Hombre de Neandertal. 4. Homo sapiens sapiens. 5. Australopitecos. 6. Homo erectus. Autoevaluación: a) Subraya la respuesta correcta: 1. Aristóteles 2. Big Bang 3. Jean Baptiste de Lamarck 4. Registro fósil 5. Radiación adaptativa 6. Embriología 7. Era Arqueozoica 8. Direccional 9. Especiación 10. Generación espontánea b) Marca si la oración que se te indica es verdadera o falsa: 1. Verdadero 2. Falso 3. Verdadero 4. Verdadero 5. Falso 6. Verdadero 7. Falso 8. Verdadero 9. Verdadero 10. Falso 127 UNIDAD I Ejercicio 1: 1. Respuesta libre. 2. Respuesta libre. G J T G F A J D T R K N U J X J U T Q R B N V N X E I C E P S E B F A D O S G W R F Z F O G D N Z U R V B E G Q A C U T E P O N N M K I H Ejercicio 3: Investigación. 128 C A P J T G F A H T Q Q L J D T H G K L J S U Ejercicio 2: V G R U B T D T M U B T Q A G Q S R T R S I R U I G D M Q O L D P F Y H D S A E S A Q R V W E U D J A T L J O G H W U G F E Q W G K F I R H R W A T Q N R M R I R T C O S R O L R S D R S B J B K W R A I T E Q F M Y D G H A Q O W B H T G A F Q B H N S W N O V S M A S G F H Q T K P E A A Z T R I T Q U E T A T O E P Z D A H R O W V F R H I O F I G H G K R Y D T P T X U H L Y H N Z U R V B E G Q B Y N T G Q R Z A J J I O T K M J T G F A H T I M G H O T G Q T S D F H E T L B S H K D T M U B T R E Q M T H G W K J D T R K N U J X F I K Y D Y T P W H W N Ejercicio 4: 1. E. 2. F. 3. J. 4. A. 5. H. 6. I. J M J U F Y N Y R S B D Q W E B H I A J R J D O F H J O A K E W A E N P N C S J R Y K E V C R S R J D U M S R G G H S W G H S F J G S I K P J W I J W A I M E Y B F A D O V S M O Y W K V J V Q P D X C L Z Y A N C O S R O L S E T E G T G B Q L O D H I G W X M L D G H A K E L V O V S M O S R A B Q A G T G B A B S Y I O Q P P K A A L D G O M C D O V S M B W R E I N O A 7. K. 8. L. 9. C. 10. G. 11. B. 12. D. Ejercicio 5: Las características que tu consideres importantes, por lo tanto la respuesta es libre. Ejercicio 6: Virus: -Diminuta partícula infecciosa -Carecen de los componentes necesarios para realizar la respiración celular -Son bacteriófagos que atacan a las bacterias -Fueron de los primeros modelos para el estudio del funcionamiento del genoma. Priones: -Utiliza como plantilla o patrón -Causan diversas enfermedades vegetales y también infectan animales -Agentes infecciosos aún más pequeños que los virus Viroides: -Causan enfermedades neurovegetativas fatales -Enfermedades encefálicas degenerativas letales -Partícula infecciosa proteínica Ejercicio 7: Eubacteria, Procariontes, Industria, Organismos, Química, Descomposición, Arqueas, Gas metano, Carbono, Hongos, Viva, Miel, Algas, Acuáticos, Peptidoglucano, Membrana, Eucarias. Ejercicio 8: 1. Sarcomastigophora 2. Protistas 3. Euglenophyta 4. Asexualmente 5. Orden pennales y orden centrales 6. Apicomplexa 7. Plancton 8. Pyrrophyta 9. Algas 10. “el primero” 129 Ejercicio 9: 1. División Chytridiomycota, Zygomycota, Ascomycota, Basidiomycota; las características son a tu criterio. 2. Son a tu criterio. 3. Son a tu criterio. Ejercicio 10: ( 6 ) Gigantescas secuoyas. ( 7 ) Reino Plantae ( 5 ) energía ( 2 ) Bryophyta ( 3 ) Angiospermas ( 8 ) Coniferophyta ( 1 ) Helechos ( 4 ) Teróitos, hemicriptóitos, geóitos Ejercicio 11: 1. Parénquima, colénquima y esclerénquima. 2. Epidermis 3. Floema 4. La colénquima 5. Peridermis 6. Xilema 7. Los elementos cribosos Ejercicio 12: 1. Músculo esquelético. 2. Conectivo. 3. Artrópodos. 4. Adiposo. 5. Sangre. 6. Heterótrofos. 7. Chordata 8. Epitelial. 9. Nervioso. 10. Porifera Autoevaluación: 130 a) Relaciona ambas columnas según corresponda: ( 10 ) Ernst Haeckel ( 5 ) Reino Animal ( 13 ) Eubacteria ( 8 ) Reino Protista ( 14 ) Sistemática ( 9 ) Porifera ( 16 ) Virus ( 15 ) La taxonomía ( 3 ) El cladismo ( 4 ) Microevolución y macroevaluación ( 2 ) Xilema ( 1 ) Músculo liso ( 6 ) Reino Fungi ( 7 ) Epidermis ( 12 ) Los protozoarios ( 11 ) Filogenia b) Responde según consideres: 1. Protista, Fungi, Plantae y Animalia. 2. Los morfológicos, los nucleótidos del ADN y los aminoácidos de las secuencias proteicas. 3. Está formado por células que pierden el protoplasto al madurar y tienen paredes secundarias gruesas, por lo general con lignina. El esclerénquima se encarga de sujetar y reforzar las partes de la planta que han terminado de crecer. 4. Taxonomía, ilogenética y evolución. 5. Quintina. 6. Tejido conectivo laxo, Tejido conectivo denso, Tejido conectivo elástico, Tejido conectivo reticular, Tejido adiposo, Cartílago, Hueso, Sangre, linfa y tejidos que producen células sanguíneas. 7. Las que tú consideres. 8. Sinapsis. 9. Los nombres cientíicos 10. Bacteria y Archaea. 131 UNIDAD III Ejercicio 1: 1. Conductas manifestadas adaptativas 2. Etología 3. Aprendizaje 4. Conocimiento adquirido 5. Comportamiento innato Ejercicio 3: 1. Químicas 2. Eléctricas 3. Visuales 4. Acústicas 5. La comunicación 132 Ejercicio 2: 1. *Los procesos sensoriales y perceptivos a partir de las diferencias individuales en el sentido del gusto, con la consiguiente variación del comportamiento en la elección de los alimentos; en la capacidad visual, con la inluencia notable en las características intelectuales y en la personalidad. *Los procesos de respuesta decididos por los caracteres neuroisiológicos que maniiestan el estado de actividad funcional del sistema nervioso central. Entre estos merece atención el electroencefalograma, que registra las modiicaciones, generalmente rítmicas, del potencial eléctrico de la corteza que es diferente en cada ser humano. *Capacidades intelectuales, cuya dependencia del patrimonio genético está probada, de las que también dependen los diferentes elementos o habilidades en los que se puede 2. Histórico 3. Adaptacioncitas. 4. Cladograma Ejercicio 4: 1. Interacción de dos o más animales, por lo general de la misma especie; en donde muchos de los animales se favorecen en vivir en grupos. 2. Respuesta libre. 3. Es una subdisciplina de la psicología que emprende el estudio de la conducta espontánea en su medio natural. Considera que la conducta es un conjunto de rasgos fenotípicos, es decir, que está inluida por factores genéticos y por lo tanto, fruto de la selección natural. Autoevaluación: 1. Comportamiento innato 2. Material fósil. 3. Adaptativo 4. Aprendizaje. 5. Etología. 6. Comportamiento social. 7. Conocimiento adquirido. 8. Eléctica. 9. Comunicación. 10. Acústicas. 133 BIBLIOGRAFÍA Alex ander P. (1992): Biología, México. Prentice Hall. Audesirk T y col.(2003): Biología - La Vida en la Tierra, México. Prentice Hall Biggs A. y col (1999) : Biología: La Dinámica de la Vida, México. Mc. Graw Hill Cervantes R M (2001): Biología General, México. Publicaciones Cultural Curtis H y col. (2003): Biología, México. Editorial Médic a Panamericana Kenneth R J (2004): Microbiología. México. Ed. Mc Graw Hill Lira G I y col. (2003): Biología tomo 1 y 2, México. Grupo Editorial Esinge Monrrone, I J ( 2001): Sistemática, Biogeografía, Evolución. México. Facultad de Ciencias, UNAM. Muñiz H E y col.,(2000): Biología, México. Mc Graw Hill Palazón Mayoral A M (2003): Biología. México. Ed. Longman Solomon E y col. (2001): Biología México. Ed. Mc Graw Hill Starr, C y col. (2004): Biología 1. La Unidad y la Diversidad de la Vida. México. Ed. Thomson. Valdivia B y col. (2003): Biología: la vida y sus procesos, México. Publicaciones Culturales. Villaseñor J L y col. (1996): Breve Introducción a la Metodología Cladística. México. Facultad de Ciencias. UNAM Ville C A, (1996) Biología, México. Ed. Mc Graw Hill. Wallace R A, y col. (1990): Evolución y Microorganismos: La Ciencia de la Vida 2, México. Ed.Trillas Bibliografía electrónica: 134 http://www.correodelmaestro.com/anteriores/2000/mayo/incert48.htm; consultado el 8 junio de 2009. http://webs.uvigo.es/mmegias/1-vegetal/guiada_v_proteccion.php, consultado el 16 de junio de 2009. http://www.correodelmaestro.com/anteriores/2006/agosto/2anteaula123.htm, consultado el 25 de junio de 2009.