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Biología General
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BIOLOGÍA
GENERAL
Notas de Biología
Libardo Ariel Blandón Londoño
Biología General
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CURSO BIOLOGÍA GENERAL
Notas de Biología
Por
Libardo Ariel Blandón Londoño
Biólogo, Licenciado en Educación agroambiental y Ciencias Naturales, Especialista en Metodología de las Ciencias Experimentales Universidad de Antioquia
Medellín
2013
Libardo Ariel Blandón Londoño
Biología General
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CONTENIDO
CAPÍTULOS TEMÁTICOS Pg
PRESENTACIÓN
TEMA I: EL ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA
1. POR QUÉ SE ESTUDIA BIOLOGÍA.
2. CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS.
3. NOMBRES CIENTÍFICOS.
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
TEMA II: MÉTODO CIENTÍFICO
1. MÉTODO CIENTÍFICO
2. DISEÑO DE UN EXPERIMENTO
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
TEMA III: LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA.
1. DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVOS
2. COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LA MATERIA VIVA.
2.1 Metabolismo de los carbohidratos
2.2 Metabolismo de los lípidos
2.3 Metabolismo de las proteínas
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
TEMA IV: LA CÉLULA
1. DESCUBRIMIENTO DE LA CÉLULA
2. ESTRUCTURA DE LA CÉLULA
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
Libardo Ariel Blandón Londoño
TEMA V: TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA .
1. MEDIOS DE CONCENTRACIÓN
2. TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
TRMA VI: EL NÚCLEO CELULAR
1. NÚCLEO INTERFÁSICO
2. CONTENIDO NUCLEAR
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
3. RNA Y SÍNTESIS DE PROTEÍNAS
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
TEMA VII: DIVISIÓN CELULAR
1. INTERFASE.
2. DIVISIÓN CELULAR POR MITOSIS.
3. DIVISIÓN CELULAR POR MEIOSIS
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
TEMA VIII: EMBRIOLOGÍA
1. GAMETOGÉNESIS
2. FECUNDACIÓN U DESARROLLO
3. FORMACIÓN DE ÓRGANOS SEXUALES EN HUM.
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
TEMA IX LOS REINOS DE LOS SERES VIVOS
1. REINO MÓNERA
2. REINO PROTIISTA
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
REINO FUGNGI O MICOTA
3. REINO VEGETAL
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
4. REINO ANIMAL
Biología General
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5.1 NO CORDADOS
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
5.2 LOS CORDADOS
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
TEMA X: PRINCIPIOS DE ECOLOGÍA
1. LOS ECOSISTEMAS
2. LA ENERGÍA EN LOS ECOSISTEMAS
3. LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA
Libardo Ariel Blandón Londoño
Biología General
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PRESENTACIÓN
En los tiempos actuales donde la información pulula en todos los rincones del
planeta y en los anaqueles de las bibliotecas, es necesario encontrar alternativas
para acercarnos al conocimiento de los fenómenos de la ciencia, especialmente
de la Biología. En las actuales circunstancias vemos cómo en las librerías
existen libros de texto cuyos contenidos prevalecen desde el Siglo pasado y que
no se ajustan a un curso en la Universidad, cualquiera que sea la orientación. Es
por eso que la experiencia adquirida en las aulas de clase permite desarrollar un
programa apropiado con los esquemas, bosquejos y ejemplos del docente en
cada clase como recurso didáctico.
Las notas de clase que presento son el producto del trabajo desarrollado
durante muchos semestres en la universidad, las cuales han sido revisadas,
corregidas y mejoradas cada vez que se termina un semestre de acuerdo a las
situaciones vividas con los estudiantes y después de evaluar el curso con ellos.
Lo importante del curso no es el contenido en sí, pues la información se halla
por cantidades en internet, en las bibliotecas y en sistemas audiovisuales, lo
importante es cómo se puede acercar al estudiante al conocimiento, cómo
aprender a estudiar Biología, cómo aprender a retener conceptos haciendo uso
de las memotecnias y las distintas técnicas para recordar mediante guías de
lectura que le dan al estudiante una idea de lo que debe saber de cada tema.
Como puede verse los temas están distribuidos de una manera hilada, con una
secuencia definida; empezamos con unas generalidades, entre ellas un repaso
sobre conceptos de evolución, sistemática y uso de los nombres científicos,
métodos de investigación y los pasos del método científico, teoría sobre la
distribución de los organismos, origen de los Reinos de los seres vivos,
conceptos generales sobre la célula, su estructura, el núcleo, qué ocurre en su
interior, la división celular, la reproducción, desarrollo embrionario,
características de los seres vivos y una clasificación sencilla según el Reino.
Al final se presentan algunas bases de Ecología en las que se desarrollan unos
conceptos sobre los ecosistemas y lo que ocurre en ellos, como lo es el flujo de
la energía y el ciclo de la materia, para así aprender a aprovechar los recursos
naturales con mesura, y hacer consciente la importancia del uso del medio
ambiente sin degradarlo.
Libardo Ariel Blandón Londoño
Espero que este módulo llene las expectativas del estudiante de Biología
general, que los esquemas le den luces sobre la interpretación de los fenómenos
que ocurren en los seres vivos, y que los conceptos, cuando son modificados
por uno nuevo, verdaderamente cumpla su función, desechar el concepto viejo
y acomodar el nuevo en el aparato mental.
El curso es una recopilación de temas que han sido organizados y adaptados,
existen algunos temas bajados de internet, lo mismo que muchos esquemas y
fotos, otras han sido elaboradas y redactadas por el autor el cual no está
usurpando derechos puesto que no se está presentando el texto como propio.
Al final aparecen las direcciones de donde se tomó la información, la
bibliografía está algo añeja pero contiene elementos que han prevalecido a
través de los tiempos y en el camino se han ido actualizando ciertos conceptos.
Libardo Ariel Blandón Londoño
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I EL ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA
Libardo Ariel Blandón Londoño
Biología General
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TEMA I
EL ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA
(Tomado de John W. Kimball pg. 4-19)
(Adaptado para las necesidades del curso)
1. IMPORTANCIA
Para estudiar Biología hay múltiples razones: una de ellas es para conocer el
mundo que nos rodea y para conocernos a nosotros mismos. El ser humano es
un animal, está constituido por los mismos elementos que cualquiera de ellos.
En ciertos aspectos difiere de otros animales; se debate que el hombre tenga o
no, atributos de otros animales, lo que sí está demostrado es que éste tiene
características en grado más alto como la curiosidad. Homo sapiens es el
“hombre que sabe” que conoce; es el ser ávido de conocimiento. Estudiamos
Biología por las mismas razones que estudiamos física, química, matemáticas o
historia para adquirir conocimientos sobre otros aspectos de nuestras vidas y de
nuestro mundo.
Debemos, también, anotar qué carreras profesionales productivas y retributivas
pueden edificarse sobre el conocimiento de la Biología. Los laboratorios de las
universidades siempre están demandando más personas para realizar los
nuevos descubrimientos mediante el uso de nuevas tecnologías. Investigadores
a diario se requieren para que apliquen sus conocimientos de biología en
medicina e investigación agrícola. Profesores de biología se necesitan a diario
para que desarrollen en sus estudiantes una actitud en pro de la investigación y
la aplicación de nuevos conceptos a través de las generaciones.
Todo ciudadano será más efectivamente capaz de participar en una democracia
si puede pronunciarse y votar inteligentemente sobre cuestiones que involucren
principios biológicos y bienestar humano. La utilización de aditivos
alimenticios, drogas, insecticidas, radiación y medidas de control de la
población, son justamente algunos de los diversos medios por los cuales
nuestras vidas pueden ser modificadas por el conocimiento biológico.
Libardo Ariel Blandón Londoño
El modo de hacer uso de este conocimiento, en el sentido de incrementar o
disminuir el valor de nuestras vidas, lo pueden decidir ciudadanos bien
informados. Pero para estar adecuadamente bien informado se requiere, no
sólo un claro entendimiento de los valores dignos de protección y mejoramiento en nuestras vidas, sino también un conocimiento de los
principios físicos y biológicos sobre los cuales descansan nuestras vidas. El
conocimiento de la primera modalidad proviene del estudio de la historia, de la
religión, de la filosofía, de la literatura y del arte, es decir, de las humanidades.
El conocimiento de la segunda modalidad proviene del estudio de las ciencias.
1.1 ¿Qué es la vida?
Generalmente es más fácil reconocer la vida que definirla. Todos podemos
reconocer que un perro es un ser vivo y que una piedra no lo es. ¿Cuáles son
entonces las propiedades que distinguen al perro de la piedra? Lo anterior nos
lleva a pensar que el término “vida” es indefinible y que la vida como tal es un
estado en el cual se existe bajo ciertas condiciones.
La organización compleja de la vida
Muchas rocas son complejas, integradas por minerales de diferentes clases que
están dispersos en ellas. Sin embargo su organización es simple si se compara
con el organismo del perro, o una planta. Si examinamos cualquier parte del
cuerpo del perro, o de la planta con un microscopio, descubrimos de
inmediato que está constituido por células. Estas ‘unidades” son generalmente
demasiado pequeñas para ser observadas a simple vista.
Además están organizadas en tejidos, los cuales a su vez forman órganos tales
como el estómago y el riñón. Varios órganos, por ejemplo el estómago, el
hígado y los intestinos, funcionan conjuntamente y constituyen un sistema. Los
biólogos han estudiado estos niveles de organización de la vida durante muchos
años y han indagado sobre la complejidad de los seres vivos. El microscopio
electrónico ha revelado un grado de estructura y organización subcelular que ni
siquiera se sospechaba hace unos veinte o treinta años atrás. Instrumentos y
técnicas químicas y físicas diversas son importantes ahora para conocer mejor
estas estructuras ultracelulares y las moléculas y átomos que las conforman.
Las rocas también están hechas de átomos, pero éstas nunca presentan un
patrón de organización. Además, los átomos de una roca presentan una
organización más rígida. La roca que vemos hoy presenta prácticamente los
mismos átomos que años atrás, además no hay un intercambio aparente de
Biología General
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energía con el medio. En cambio el perro que vemos hoy está, en gran medida,
configurado por átomos adquiridos o incorporados en el alimento que ingieren
a través del tiempo. Aquellos átomos que perdió con el trabajo realizado
retornaron al ambiente. Aquí se observa que además de un intercambio de
materiales, también hay un intercambio de energía a través del movimiento, de
las actividades del animal. Este rápido intercambio de materiales y de energía es
lo que se conoce como metabolismo.
1.2 Metabolismo
Un perro continuamente intercambia material y energía con su entorno. Se
observa que come y bebe, defeca y orina y, además, respira. Con equipos
apropiados se puede mostrar que el aire que exhala difiere, en su composición,
al aire que inhala. Se ha removido el oxígeno y se ha adicionado dióxido de
carbono. Todos los organismos vivos comparten estas propiedades con el perro
ya sea rápida o lentamente, los seres vivos incorporan materia y energía del
medio y lo regresan a él. Además el material devuelto no es el mismo material
incorporado, ya vimos que el aire inhalado no es el mismo aire exhalado.
Muchas sustancias que se hallan en las heces o en la orina no estaban presentes
en los alimentos ingeridos. Durante la permanencia relativamente breve dentro
del cuerpo del perro, los alimentos sufren transformaciones profundas.
Mientras esto ocurre se libera energía que el perro aprovecha para sus
funciones vitales.
1.3 Reproducción
Desde el punto de vista fundamental, la reproducción en un ser vivo consiste en
la duplicación autocontrolada de sus estructuras características. Ocurre cuando
el organismo incorpora mayor cantidad de materiales del medio que la cantidad
que retorna al ambiente, y organiza estos materiales dentro de su propia
estructura, este tipo de reproducción se denomina crecimiento activo. Para
lograr el crecimiento el organismo debe utilizar parte de la energía producida
durante su metabolismo y debe, además, poseer un patrón que guíe la
configuración de sus estructuras. Por química sabemos que los cristales de una
roca, por lo menos alguna vez, crecieron de la misma manera. Si se coloca un
cristal dentro de una solución de sus mismas unidades constitutivas, lentamente
Libardo Ariel Blandón Londoño
se organizarán tales unidades de acuerdo con su propio patrón estructural y de
esta manera el cristal crecerá. Existe, sin embargo, una diferencia básica entre el
crecimiento de un cristal y el crecimiento de un ser vivo. El cristal crece
mediante la acumulación de unidades presentes en el medio que ya son
idénticas a aquellas ya incorporadas en el cristal. Por el contrario, el organismo
vivo crece transformando los materiales que no son idénticos a los de su cuerpo
en materiales que sí lo son. Nuestro perro puede prosperar ingiriendo los
mismos alimentos de nuestra dieta. Sin embargo él convierte tales alimentos en
más perro, nosotros lo convertimos en más sustancia humana.
La reproducción implica también la producción de réplicas del organismo, de
tiempo en tiempo, que puedan vivir independientemente de él. Todos los seres
vivos deben morir en algún momento; pero, para que pueda sobrevivir la
especie, debe producir copias de sí mismo antes de morir. Entre las plantas y
los animales más simples, este aspecto de la reproducción puede presentarse
simplemente como una ampliación del proceso de crecimiento. Un fresal en
crecimiento produce tallos horizontales a partir de los cuales pueden
desarrollarse plantas “hijas”. Ese modo de reproducción se denomina asexual
por cuanto involucra sólo a un progenitor. Generalmente las plantas hijas son
idénticas a las plantas progenitoras. Casi todos los organismos –incluyendo
nuestro perro- presentan otra modalidad de reproducción: la reproducción
sexual. Esta requiere de dos progenitores que contribuyan a la formación del
nuevo individuo. De este modo se puede llegar a la producción de nuevas
combinaciones de rasgos. Este tipo de reproducción se presta para mayor
complejidad que la reproducción asexual, puesto que los dos progenitores
deben colocarse uno al otro y en muchos casos deben estar convenientemente
equipados para cuidar de la prole hasta que ella lo pueda hacer por sí sola.
1.4 Irritabilidad
Todos los seres vivos están capacitados para responder a los cambios del medio
(estímulos) como los cambios de luz, calor, gravedad, sonido, contacto
mecánico y sustancias químicas, que en contacto con los organismos actúan
como estímulos comunes a los cuales responden los organismos vivos. Para
responder a tales estímulos los organismos deben tener los medios para
percibirlos: oídos, ojos, que detecten dichos estímulos, es decir capacidad de respuesta o simplemente sensibilidad.
Para que sean efectivas las respuestas a los cambios del medio, dichas
respuestas deben ser coordinadas. Aún los organismos más sencillos constan de
Biología General
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muchas partes y cada una de ellas debe ejercer la acción correcta en el
momento preciso para producir un efecto apropiado. Si llamamos a nuestro
perro del ejemplo a tomar su alimento, algunos de sus músculos deben
contraerse, otros deben relajarse, sus glándulas digestivas deben comenzar a
funcionar y así sucesivamente. Cada parte debe trabajar en armonía con las
demás. Un sistema de nervios y un sistema de sustancias químicas reguladoras
llamadas hormonas coordinan las acciones del perro y de muchos otros
animales. Las plantas cuentan también con hormonas para su coordinación: las
fitohormonas.
La acción que lleva a cabo un organismo para responder a un estímulo es
ejecutada por medio de los efectores, los músculos y las glándulas son las más
importantes en el caso de los animales; estos órganos como todas las demás
partes del sistema de coordinación, consumen energía. La energía posibilita la
contracción del músculo del perro y la síntesis de enzimas por parte de las
glándulas, con la ayuda de las cuales hará la digestión de los alimentos. Los
organismos responden también a los cambios ambientales alterando su relación
con el ambiente.
Cuando el perro corre hacia el plato de comida, está cambiando su posición en
respuesta a la señal de llamada emitida por usted. Estas respuestas que a
menudo ocurren, de acuerdo con patrones definidos, constituyen el
comportamiento del organismo. Esta es una manifestación activa y en ningún
caso pasiva del organismo. Una piedra removida que rueda hacia abajo por una
ladera no está ciertamente, ”comportándose”, es impulsada por la gravedad de
un modo pasivo. Por otra parte, nuestro perro hambriento está creando un
cambio en sus relaciones con respecto a su ambiente exterior inmediato. Éste sí
está “comportándose”.
1.5 Evolución.
Cuando los organismos se autorreproducen, su patrón estructural se duplica
con exactitud maravillosa. Los perros tienen cachorritos, no gatitos. Muchas
veces los niños participan de rasgos físicos de su madre o de su padre. El
pequeño animal marino Neopalina que fue extraído del fondo del océano
Pacífico en 1952, aparece prácticamente idéntico con respecto a sus
antepasados preservados como fósiles desde hace más de 500 millones de años.
Molusco primitivo con una concha circular descubierto en 1952. difiere poco de su afín más cercano: Pilina
extinto desde hace 350 millones de años. (Tomado del informe de Galathea).
Libardo Ariel Blandón Londoño
La Neopalina, sin embargo, no es idéntica a sus antepasados, ni existe ahora
organismo alguno en la Tierra idéntico a aquellos que vivieron en épocas
pasadas. A través de largos periodos de tiempo han ocurrido cambios, estos
cambios señalan la evolución de los organismos. A menudo la evolución ha
sido adaptativa; es decir, los cambios han capacitado a los organismos para vivir
en su medio, para metabolizar, reproducirse, y responder más eficientemente
de lo que sus antecesores pudieron haberlo hecho en el mismo medio.
Las numerosas razas de perros dan cuenta de la habilidad que poseen los
organismos para evolucionar a través del tiempo, aunque muchos de los
cambios que el hombre ha introducido en la evolución del perro difícilmente
podrían considerarse como adaptación. La evolución implica algo más. El
número de especies de organismos que hoy habitan nuestro planeta es mucho
mayor que el número de las especies existentes hace 500 millones de años.
Durante el tiempo que ha transcurrido desde aquella época hasta hoy ha
habido una gran proliferación de especies y organismos. Esto ha ocurrido a
medida que los diferentes grupos de organismos han dado origen a dos o más
especies distintas de descendientes (especiación). Por ejemplo: todas las razas
de perros que existen actualmente provienen de un solo tipo ancestral.
1.6 Ecología
Los organismos vivos están permanentemente rodeados e influidos por su
medio ambiente. Este incluye factores abióticos - no vivos- (luz, temperatura,
humedad, suelo, agua y aire entre otros) y factores bióticos –vivos- (seres vivos).
El estudio de las interrelaciones entre los organismos y su ambiente se llama
Ecología. Por supuesto, también los seres inertes tienen su medio, pero los
seres vivos difieren por ser capaces de reaccionar frente a su medio. Por
ejemplo, pueden invernar, o emigrar para escapar a cambios desfavorables en
su medio. Además los organismos vivos pueden alterar activamente el medio.
Muchas de las plantas de un bosque no estuvieran en ese lugar si no fuera por
la actividad de otras plantas que las precedieron allí. El desierto artificial de
Tennessee en la hoya del río Koper se diferencia de las áreas circundantes por
tener temperaturas más altas y menor precipitación pluvial, debido a la escasez
de la vegetación, la cual, en su turno, fue ocasionada por la actividad industrial
del hombre.
Éstas son las características más notables de los seres vivos: aunque todos las
poseen, un organismo se diferencia de otro según la forma como las demuestre
o las exprese.
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2. CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS
La vida terrestre se presenta en un número asombroso de formas. Se han
descrito por lo menos más de un millón y medio de especies de organismos y a
medida que transcurre el tempo la lista aumenta vertiginosamente. Además los
fósiles atestiguan que en épocas pasadas vivieron muchos otros tipos de
organismos que ahora ya no existen. Antes de dar a la Biología una base
científica y comprensible, fue necesario implantar un orden en el caos creado
por semejante cantidad de formas. Esto se logró tratando de colocar las diversas
formas de vida dentro de categorías, es decir, clasificándolas. Aquellos
organismos semejantes se colocaron dentro de un mismo grupo. Por ejemplo:
todos los organismos verdes desprovistos de locomoción se agruparon dentro
del Reino vegetal, mientras que los no verdes con capacidad de movimiento y
locomoción (movilidad y motilidad respectivamente) se ubicaron dentro del
reino animal. Muy pocos organismos, como los hongos, no corresponden
exactamente a una u otra categoría, pero estas dificultades ocasionales se
resolvieron clasificando las formas problémicas dentro del reino que parecía
más apropiado.
El descubrimiento de los microorganismos en el siglo XVII hizo aún más
complejo el problema de la clasificación. El pulidor de lentes, holandés
Anthony van Leeuwenhoek y los microscopistas que le sucedieron
descubrieron miles de pequeños organismos con características que no
correspondían a ninguno de los dos Reinos. Las bacterias, por ejemplo, fueron
ubicadas en forma más bien arbitraria por los botánicos dentro del reino
vegetal. Los botánicos también descubrieron formas y organismos semejantes a
la euglena, microorganismos verdes nadadores, que tienen características tanto
de plantas como de animales. Esto llegó a convertirse un una verdadera
manzana de discordia entre los botánicos y zoólogos, aún hoy, en la mayoría de
los libros de botánica se incluye a la euglena (Euglenofita) junto a otras formas
debatibles, al tiempo que sucede lo mismo con los libros de zoología.
Para dirimir la disputa y aclarar la confusión, hace más o menos 135 años el
biólogo alemán Haeckel, sugirió una solución: Propuso crear un tercer Reino:
el Protista, en el cual se incluirían todos aquellos organismos que no encajen
dentro del Reino vegetal ni dentro del Reino animal. La idea de Haeckel tardó
en ser acogida hasta hace unas cuantas décadas cuando ubicaron los animales y
los vegetales unicelulares en dicho Reino. Muchos de ustedes pensarán que
Protozoo que tiene clorofila y realiza fotosíntesis. Pertenece a la clase Flagelata para los zoólogos y alga
euglenofita para los botánicos.
Libardo Ariel Blandón Londoño
establecer un tercer reino es fácil, o que esto equivale a admitir el fracaso en la
resolución de los problemas antes señalados, es decir, determinar qué es -planta
o animal- cada uno de estos pequeños seres. Si bien esta opinión es
comprensible, no tiene en cuenta, en nada, el verdadero sentido y objetivo de
un sistema de clasificación.
2.1 Los principios de la clasificación
La clasificación consiste en colocar, dentro de categorías, los objetos
semejantes. Aunque esto suena al principio demasiado simple, en la práctica es
bastante difícil. En primer lugar debemos decidir cuáles son las similitudes
relevantes para nuestro propósito. Así uno de los primeros sistemas de
clasificación colocaba dentro de una misma categoría todos aquellos organismos
que vivían en un mismo hábitat. Por ejemplo, los peces, las ballenas, los
pingüinos se clasificaban como seres vivos nadadores. Este tipo de clasificación
se fundamentaba sobre el principio, según el cual los organismos que poseyeran
órganos análogos deberían clasificarse dentro de una misma categoría.
Órganos análogos son aquellos que no presentan un mismo plan evolutivo,
tienen la misma función, como las aletas de los peces, de las ballenas, de los
pingüinos dado que se emplean para la natación. Las alas de las aves, de los
murciélagos y los insectos también son análogos porque posibilitan el vuelo.
A medida que se obtenían mayores conocimientos sobre la anatomía de los
seres vivos se pudo establecer que las semejanzas exteriores o de los órganos
análogos a menudo resultaba ser superficial. El hecho de que los murciélagos
tengan piel y amamanten sus crías, que las aves tengan plumas y pongan
huevos, mientras que los insectos tengan “sangre” fría y no posean un esqueleto
interno, sugiere ya que estos organismos difieren unos de otros de una manera
más profunda de lo que ellos pudieran parecerse. El naturalista sueco Carolus
Linnaeus pudo apreciar los aspectos verdaderamente significativos en los cuales
difieren o se parecen unos de otros y con ello pudo crear el sistema moderno
de clasificación. En 1753 publicó un sistema de clasificación de las plantas
seguido por otro sistema de clasificación de los animales en 1758; gracias a
estos trabajos, Linneaus es llamado el “Padre” de la Taxonomía, nombre que
se le da al estudio de la clasificación de los seres vivos.
Fundamentalmente este sistema es el sistema de clasificación que utilizamos
actualmente. Está basado en el principio de la homología.
Biología General
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Órganos homólogos son aquellos que presentan la misma estructura básica, la
misma relación con respecto a otros órganos y el mismo patrón de crecimiento
en sus primeras etapas embrionarias, es decir, un mismo plan evolutivo, sin
embargo no necesariamente desempeñan la misma función. El examen del
esqueleto de la aleta de una ballena, del ala de un murciélago y el brazo de un
hombre, nos revela un mismo patrón básico, además los apéndices
mencionados ocupan la misma posición en el cuerpo y se desarrollan de modo
similar. Constituyen, por tanto, órganos homólogos aunque se utilizan para
desempeñar funciones completamente diferentes. Linneaus concluyó que las
diferencias en el funcionamiento eran triviales, mientras que la homología de
los órganos proporcionaba una base firme para colocar dentro de un mismo
grupo los mencionados animales.
Figura 2.2
http://cl.kalipedia.com/kalipediamedia/cienciasnaturales/media/200704/17/delavida/20070417klpcnav
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¿Por qué razón la clasificación basada en el concepto de homología es tan
significativa?. Este interrogante no pudo ser resuelto sino hasta cuando Charles
Darwin publicó su teoría de la evolución. De acuerdo con Darwin, un sistema
de clasificación basado en la presencia de órganos homólogos representa una
clasificación basada en el proceso natural. Darwin pensó que todos los seres
vivos que tengan en común órganos homólogos están relacionados entre sí por
el hecho de haber heredado sus órganos homólogos de un antepasado común.
Así el hombre, el murciélago y la ballena provienen de un antepasado común
que poseía la estructura básica del miembro anterior ahora presente en estos
seres vivos -aunque como es obvio en forma ampliamente modificada-.(Ver
figura 2-2).
Libardo Ariel Blandón Londoño
Un ejemplo
La esencia de cualquier sistema moderno de clasificación consiste en agrupar
todos los organismos relacionados entre sí. Sin embargo, dada la frecuente
ausencia de restos fósiles de nuestros antepasados comunes, debemos intuir las
relaciones evolutivas mediante el estudio del grado de semejanza de los
organismos que tratamos de clasificar. La figura 2-3 muestra diez organismos.
No hay duda de que todos son animales y que los diez son aves.
Pero ¿de qué suerte podrían clasificarse unos con respecto a los otros? La
observación detenida revela que alguna de las aves, (A o I por ejemplo) son
aparentemente muy semejantes. Quizá, entonces, podrían ubicarse en una
misma categoría. Otra categoría podría incluir D, G, y J, por mostrar similitudes
en la forma del pico, y en la forma, tamaño y contorno general del cuerpo. C; F
y H por ejemplo, aparentan corresponder a un tercer grupo, mientras que B y
E son de apariencia bastante diferente. Efectivamente nuestros tres primeros
grupos parece que tienen un mayor número de características en común que las
que pudieran tener ya sea con B o con E. Quizás los tres grupos pudieran
colocarse dentro de un grupo más grande del cual estarían excluidos B y E.
En esto consiste el proceso básico de la clasificación. Por supuesto, nuestros
esfuerzos se han restringido a la consideración de la anatomía externa
(morfología). Si dispusiéramos de conocimientos de todas las características
homólogas, podríamos tabular la distribución de aquellas características a través
de todo el grupo (Fig. 2-3).
Así se reunirían en un solo grupo aquellas aves que tuviesen en común el
mayor número de características homólogas. Así se reflejaría el hecho de
considerarlas relacionadas entre sí más estrechamente, lo que equivale a
suponer que se originaron más recientemente a partir de un antepasado común.
Estos grupos primarios pueden estructurarse, a la vez, dentro de grupos más
grandes sobre la base de que todos sus miembros comparten un número más
pequeño de características homólogas. Con ello se presume que los miembros
de estos grupos mayores están relacionados entre sí, más claramente, que como
lo están los miembros de grupos más pequeños. El antepasado común a partir
del cual se originaron todos los miembros del grupo, existió en una época más
remota.
Biología General
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En el ejemplo de nuestras aves, cada una representa un mismo tipo de especie
de ave. La especie es la unidad fundamental de la clasificación. Los grupos
dentro de los cuales se ubican varias especies se denominan géneros (del latín
genera, singular genus). Los dos gorriones: A e I se clasifican dentro del género
Spizella. Géneros relacionados entre sí forman a su vez Familias. Las familias
relacionadas entre sí constituyen Órdenes y éstos se agrupan en Clases (en este
caso la clase de las aves). El conjunto de clases forman un Phylum y todos los
Phyla constituyen el Reino. Además de estas categorías principales señaladas los
taxónomos encuentran conveniente establecer otras categorías intermedias
adicionales; así la categoría Phylum o clase puede subdividirse en subphylum o
subclase respectivamente. También pueden formarse, en algunos casos
superclases, subfamilias o superfamilias. Las sub están por debajo de la
categoría y las súper por encima.
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2.2 Clasificación de algunos organismos.
Especimen Categoría
HOMBRE MURCIÉLAGO
VAMPIRO
PERRO
DOMÉSTICO
REINO Animal Animal Animal
PHYLUM Chordata Chordata Chordata
SUBPHYLUM Vertebrata Vertebrata Vertebrata
CLASE Mamalia Mamalia Mamalia
ORDEN Primates Chiroptera Carnivora
FAMILIA Hominidae Phillostomidae Canidae
GÉNERO Homo Desmodus Canis
ESPECIE Homo sapiens
Desmodus rotundus
Canis familiaris
En esta tabla se muestra la clasificación de varios individuos. En el espacio ensaye otro espécimen
La evolución, normalmente tiende a diversificar las especies de los organismos
vivos. Permite que los individuos se diferencien más de sus primos y de sus
ancestros. Esto se conoce como divergencia evolutiva. La historia general de la
vida en la Tierra parece haber consistido en la formación de tipos de
organismos, cada vez más diferentes. Cada dicotomía en el árbol genealógico
representa dos tipos de organismos divergentes a partir de uno, el antepasado
común.
A veces la evolución parece actuar en sentido contrario. Dos linajes no
relacionados entre sí pueden llegar a parecerse estrechamente. Esta evolución
convergente explica la semejanza superficial que existe entre pingüinos, ballenas
y peces de una parte y aves, murciélagos e insectos de la otra. La necesidad de
nadar o volar eficazmente impone limitaciones definidas en la forma del
cuerpo. Los organismos que sin estar relacionados entre sí, evolutivamente han
tenido que ocupar un mismo medio, cada uno ha evolucionado de manera
adecuada respecto al nuevo medio. El resultado ha sido el desarrollo de
muchas semejanzas de estructura y, como hemos visto, han creado algo así
como un rompecabezas para el taxónomo.
Por fortuna el examen cuidadoso de las formas revela sus verdaderas
afinidades, aún el lego sabe que el pingüino es un ave y no un pez. La ballena
podría parecer más problémicas, pero es bastante claro cuál es su antepasado
real. A diferencia de los peces verdaderos, la ballena tiene sangre caliente, piel,
lleva a cuestas su cría y la amamanta. Esto hace que la ballena esté más
relacionada con nosotros los mamíferos que con los peces. Además la disección
Biología General
25
anatómica de la ballena, revela la presencia de huesos rudimentarios que son
homólogos a los de las extremidades inferiores de los cuadrúpedos terrestres. A
pesar de la evolución convergente, la ballena no ha podido borrar la evidencia
de su verdadero linaje.
3. NOMBRES CIENTÍFICOS
Aunque Linneaus no creyó en la evolución, su visión intuitiva sobre la
importancia de las homologías nos proporcionó un sistema de clasificación que
hoy todavía se acepta. También merece la gratitud de los biólogos por haber
creado un sistema de nomenclatura de las especies. Cada idioma tiene sus
propios nombres para las especies de plantas, animales y microorganismos; así
perro es hund para los alemanes y chien para los franceses. Los conocimientos
biológicos, como los de cualquiera otra ciencia, se logran independientemente
de las fronteras nacionales, por consiguiente los biólogos de cada país saben
con toda precisión con qué organismos han estado trabajando sus colegas de
otros países. El sistema de nombres científicos establecido por Linneaus
cumple a cabalidad con este cometido.
Los nombres científicos no se dan así de una manera espontánea, existen
normas internacionales que permiten identificar un espécimen en cualquier
parte del planeta, es un nombre unificado para todos los idiomas y debe ser
latinizado.
3.1 Requisitos para elaborar un nombre científico
Todo nombre científico debe escribirse con letra bastardilla (este tipo de letra). Cuando no se dispone del tipo de letra Bastardilla, basta con escribir el nombre
con el mismo tipo de letra que se viene usando y para salvarlo se subraya con
una línea continua que abarque las dos palabras por ejemplo: Desmodus
rotundus
El nombre científico de toda especie consta, mínimamente, de dos palabras la
primera corresponde al Género al cual pertenece el organismo y el segundo
nombre es una característica de ese género, los dos nombres corresponden al
nombre científico de la especie; el segundo nombre por sí solo no nos dice
nada, concretamente al género le da forma de un sustantivo y el segundo
nombre la modalidad de adjetivo. Frecuentemente el segundo nombre se
deriva del nombre del descubridor o del lugar donde fue descubierto. Por
ejemplo el gorrión de Brewer se denomina Spizella brewery
Libardo Ariel Blandón Londoño
En el primer nombre que es el nombre genérico, la primera letra es mayúscula
y el segundo empieza con minúscula. El nombre científico de la mosca de la
fruta es: Drosophila melanogaster
Cuando en un nombre científico aparece un tercer nombres o su inicial, no en
letra bastardilla como en el ejemplo siguiente, éste último corresponde al autor,
al taxónomo que lo nominó; así el perro doméstico se denomina Canis familiaris. Linneaus o Canis familiaris L. Éste utilizó palabras de origen latino
para designar el género y la especie, pero en vista de que después de él se han
descubierto tantas nuevas especies, los taxónomos han acuñado palabras nuevas
a las cuales se les ha dado forma latina (latinización) como medellinensis o
copacabanensis.
Para escribir los nombres científicos, todos los biólogos de los distintos países,
por ejemplo en el Japón, en la China, en Alemania o en América, utilizan las
letras del alfabeto romano El latín y no los caracteres propios de su alfabeto.
Ejemplo: This animal is a Canis familiaris. The scientific name is Canis familiaris.
Es fácil imaginar que dado el vasto número de especies por denominar, puede
presentarse el caso de que independientemente dos o más taxónomos
propongan diferentes nombres para designar el mismo organismo; pero para
resolver estas dificultades se han redactado reglas definidas respaldadas por
comisiones internacionales.
En ocasiones se incluye también, en el nombre científico de un organismo, una
tercera palabra latinizada y escrita en letra bastardilla, se refiere al nombre de la
subespecie y sirve para distinguir una forma particular, a veces local de la
especie, de otras formas de una misma especie. No obstante las obvias
diferencias externas, todas las razas de perros pertenecen a una misma especie;
se conocen especies que contienen dos o más razas bien distintas. El único
grupo taxonómico que “realmente existe” es la especie, los demás grupos son
artificiales, son conceptuales, en síntesis, son construcciones para ordenar los
distintos grupos de seres vivos y así facilitar su estudio.
3.2 Ubicación de un organismo mediante una clave taxonómica:
En la práctica es extremadamente difícil establecer la historia evolutiva de la
mayor parte de las especies; la mayoría, especialmente las de cuerpo blando y
los microorganismos, no dejaron prácticamente restos fósiles de sus estructuras.
En consecuencia los taxónomos deben ensayar reconstruir la historia evolutiva
Biología General
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de muchos grupos combinando las pruebas indirectas, principalmente las
homólogas existentes entre las formas vivas con ciertas dosis de libre
interpretación.
Aún los Reinos animal y vegetal son elaboraciones de la mente humana. La
existencia de organismos que no se ajustan ni a un grupo ni a otro permitirá
comprender la razón para establecer un tercer reino, el Protista, un cuarto, el
Fungi o Micota y un quinto, el Mónera. La tendencia general en la
clasificación, ha sido la de elevar el status de los grupos más primitivos. Las
algas verdeazules, por ejemplo, en alguna época se consideraron como un
orden dentro de la clase Algae, la cual, a la vez, hacía parte del Phylum
Thallophyta del Reino vegetal.
Hoy la mayoría de los taxónomos ubican las algas verdeazules en un Phylum
separado del Reino mónera. En realidad, esta es otra manera de expresar el
convencimiento gradual de que muchos de los grupos mayores de los
organismos han tenido una historia evolutiva muy larga e independiente. El
árbol genealógico de la vida tiene ya más de tres ramas principales, hoy son
cinco que corresponden a los cinco Reinos establecidos: Mónera, Protista,
Fungi o Micota, Vegetal y Animal en su respectivo orden evolutivo o de
especialización. Hoy se habla ya de ubicar las bacterias en un Reino aparte.
Para facilitar la ubicación taxonómica de un organismo, actualmente los
investigadores se valen de claves taxonómicas con dos alternativas. Éstas se
denominan claves dicotómicas, cada grupo de especialización ha elaborado
claves que son de suma importancia tanto para aquellas personas que no son
expertas como para las que han trabajado en temas de taxonomía. Veamos un
ejemplo: estamos en presencia de un organismo determinado y queremos
ubicarlo en un grupo taxonómico: ¿Qué hacemos?
Primero: es vegetal o es animal. Si es vegetal pase a 1, si es animal pase a 2.
Si el organismo que tengo es animal, paso a 2.
Es invertebrado o vertebrado: Si es invertebrado pase a 4, si es vertebrado
pase a 6.
Si mi organismo es vertebrado paso a 6.
Tiene aletas o es tetrápodo: si tiene aletas pase a 7, si es tetrápodo pase a 8
Si mi organismo es tetrápodo paso a 8.
Libardo Ariel Blandón Londoño
Es homotermo o heterotermo: si es homotermo pase a 10, si es heterotermo
pase a 14.
Si mi organismo es heterotermo paso a 14.
Tiene plumas o tiene pelo: si tiene plumas pase 16, y si tiene pelo pase a 20.
Si mi organismo tiene pelo paso a 20.
Es carnívoro o herbívoro. Si es carnívoro pase a 24, si es herbívoro pase a 30.
Si mi organismo es carnívoro paso a 26.
Es felino o canino. Si es felino pase a 36, si es canino pase 40.
Si mi organismo es canino paso a 40.
Es salvaje o doméstico: si es salvaje pase a 46, si es doméstico pase a 50.
Si mi organismo es doméstico, paso a 50. Estoy en presencia, muy
probablemente, de un perrito doméstico.
(visite la siguiente página)
http://es.wikipedia.org/wiki/Clave_dicot%C3%B3mica
LO QUE DEBEMOS SABER DEL TEMA:
1. Haga una lista de los términos que están en negrilla en el documento y
consulte su significado.
2. Cuáles son las características que distinguen a los seres vivos de los no
vivos.
3. Presenta la llama de un candelabro algunas de las características de los
seres vivos, según esto la llama del candelabro ¿se puede considerar
como viva?.
4. En qué aspectos pueden considerarse similares el crecimiento y la
reproducción y en qué aspectos difieren.
5. De qué manera se relaciona el metabolismo con el crecimiento.
6. De qué manera se relaciona la irritabilidad con el metabolismo.
Biología General
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7. Cuáles son las diferencias entre reproducción sexual y asexual
8. ¿Pueden reproducirse asexualmente la mayoría de los animales?,
Igualmente ¿Pueden hacerlo la mayoría de las plantas?
9. Qué se entiende por estímulo.
10. Describa, en orden ascendente, las categorías taxonómicas.
11. Cuáles son las diferencias entre homología y analogía. Dé ejemplos
12. Cuáles son las ventajas de elevar la creación de reinos de dos a cinco y
cuáles sus desventajas
13. Qué se puede deducir de un animal cuyo nombre científico es: Canis
floridanus Miller.
14. El gato salvaje del oriente de los Estados Unidos se denomina: Linx ruffus güld. Según lo anterior, qué se puede decir de:
Linx ruffus floridanus Rafinesque.
Linx ruffus texensis Allen.
Linx ruffus californicus Mearns.
15. El nombre científico de un murciélago escrito así: Molossus molossus,
está bien o mal escrito. Explique.
16. Describa los requisitos para escribir correctamente los nombres
científicos.
17. En qué aspectos se fundamenta la clasificación de los seres vivos.
18. Qué es un árbol genealógico.
19. Qué es una clave dicotómica.
20. Por qué es importante la clasificación de los seres vivos