Módulo i

Biología Módulo I | Begoña García

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LOS LLANOS OCCIDENTALES

“EZEQUIEL ZAMORA”

UNELLEZ

Vicerrectorado de Planificación y Desarrollo Social

Barinas, Estado Barinas

Material de Apoyo docente para el Subproyecto Biología.

Programa: Ciencias del Agro y el Mar.

Subprograma: Agroindustrial.

Carrera: Ingeniería Agroindustrial.

Documento Base: Contenido programático elaborado por Prof. Carlos Aponte.

Contenido desarrollado por Profa. Begoña García García.

Barinas, 2014

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BIOLOGÍA

MÓDULO I

CONCEPTOS BÁSICOS, METODOLOGÍA CIENTÍFICA E INSTRUMENTOS

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MÓDULO I

Conceptos básicos, metodología científica e instrumentos.

Duración: 3 Semanas Ponderación: 16%

Objetivo General

Afianzar los conocimientos acerca del método científico, la Biología como ciencia, los principales instrumentos de laboratorio empleados en la Biología y las características de un ser vivo.

Objetivos específicos

1. Manejar de forma conceptual y práctica los distintos elementos que conforman el método científico.

2. Manejar los principales instrumentos de laboratorio empleados en Biología.3. Reconocer la Biología como una ciencia conformada por distintos campos.4. Caracterizar a un ser vivo.

Características del Subproyecto

ESTRATEGIAS Y ACTIVIDADES

Los módulos I, II, III y VI tienen actividades prácticas de laboratorio, con un valor de 5, 8, 4 y 4%; al principio del semestre se les asigna un grupo taxonómico de manera individual, para que realicen investigaciones bibliográficas, acerca de aspectos relacionados con los módulos I, II, III, V, y VII, con un valor de: 3, 5, 3, 4 y 4% Estas investigaciones se les asignan al principio del semestre, y se fijan fechas de entrega durante las primeras semanas de clases. Esto con el objeto que el profesor corrija, y devuelva al estudiante el informe con las observaciones, para que este último entregue, si es necesario, una versión mejorada de cada informe. El siguiente cuadro, resume el plan de evaluación actualmente utilizado en el subproyecto:

MÓDULO EXAMEN (%) INFORME

PRÁCTICO (%)

INFORME TEÓRICO (%)

I 8 5 (P1) 3 (I1)

II 12 8 (P2) 5 (I2)

III 6 4 (P3) 3 (I3)

IV 10 - -

V 11 - 4 (I4)

VI 6 4 (P4)

VII 7 - 4 (I5)

TOTAL 60 21 19

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P1 = Microscopio, estereoscopio y moléculas orgánicas; P2 = Difusión, ósmosis, capilaridad, imbibición, células, tejidos; P3 = Taxonomía; P4 = Genética

EL MÉTODO CIENTÍFICO

Toda ciencia tiene como objetivo principal brindar explicaciones sobre los fenómenos observados y establecer principios generales que permitan la predicción de relaciones entre los fenómenos explicados y otros fenómenos.

Para lograr todas estas explicaciones y generalizaciones hay que organizarse en lo que se conoce como Método Científico, que no es más que una serie de pasos ordenados que se siguen para dar explicación a un fenómeno o hecho científico. No se puede hablar de un conjunto de reglas, pues es muy difícil establecer un “recetario” que se adecúe a todas las ciencias y sus diferentes ramas. Más bien, cada ciencia, en la medida en que profundiza y amplía sus conocimientos, va estableciendo su propio método científico o, al menos, la secuencia de pasos que debe seguir un investigador dentro de esa ciencia. Sin embargo, hay una serie de etapas que son aplicables a la mayoría de las ciencias, y es sobre ellas que se tratará en este apartado del módulo I.

Villeé (1996) afirma que uno de los postulados básicos del método científico es el de rehusar la autoridad, es decir, no aceptar un hecho simplemente porque alguien lo afirme. Por principio, el científico es siempre un escéptico y por lo tanto, siempre dudará de una afirmación y tenderá a comprobarla o a buscar respuestas diferentes.

La esencia del método científico consiste en hacerse preguntas y buscar respuestas, ambas científicas, claro está. Las preguntas deben surgir de experimentos y observaciones, y las respuestas, para que sean consideradas científicas, deben ser susceptibles de comprobación mediante experimentos y observaciones posteriores.

La base del método científico es la observación. Todo descubrimiento deriva de la observación cuidadosa y precisa de un hecho o fenómeno. Le sigue la experimentación, que debe ser con el menor número posible de variables, usando testigos para comparar adecuados y que, además, generen datos o información medible de manera cuantitativa (mientras más cuantitativa, mejor). Así, las observaciones y experimentos, pueden analizarse o simplificarse de modo que pueda introducirse cierto tipo de orden en los fenómenos observados. Después, las partes pueden sintetizarse para descubrir interacciones.

Sobre esta base (observar, experimentar, analizar y sintetizar) el hombre formula hipótesis sobre la naturaleza de la observación o, quizás, la relacione y enlace con una sucesión de fenómenos relacionados (o no); todo esto dependerá de las preguntas hechas y el tipo de respuesta que pretenda obtener.

Una predicción hecha a partir de una hipótesis puede comprobarse por medio de nuevos experimentos. Esto es lo que distingue al hombre de ciencia, la capacidad de elaborar hipótesis. Observar, plantear hipótesis, experimentar, son procesos inseparables en cualquier investigación

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científica. Claro que, la ventaja del hombre científico, estriba en poseer una serie de hechos conocidos sobre la cual puede elaborar una “hipótesis de trabajo” que guiará el planteamiento de sus experimentos. Ahora bien, si hay planteamientos observados que no concuerdan con su hipótesis, puede suponer que, o bien es falsa, o que está equivocado en su observación, con lo cual debe repetirla modificando, quizás, los experimentos a fin de llegar de otra manera a la relación buscada mediante un procedimiento diferente. Si se asegura la validez de una observación, hay que descartar la hipótesis o corregirla, en función del nuevo resultado.

Una vez que se ha planteado una hipótesis para explicar algunos hechos se puede recurrir a la lógica para deducir sus consecuencias. En muchas ciencias, las hipótesis y deducciones pueden expresarse matemáticamente en forma de ecuaciones o modelos que, suelen ser, bastante complejos, pero que pueden ser útiles para predecir los resultados de otros experimentos u observaciones.

Si la hipótesis es una generalización, quizá baste solo con examinar más ejemplos, a fin de comprobar si esta generalización es válida. Cuando son más complejas, es necesario realizar más ensayos buscando ciertas deducciones lógicas y ver si, así, resultan ciertas. “Si una hipótesis no es sometida a experimentación, no pasa de ser una simple especulación” (Villée, 1996).

Una hipótesis apoyada en múltiples observaciones y experimentos distintos se transforma en teoría, que se define como “principio general científicamente aceptable que se ofrece para explicar los fenómenos; análisis de un conjunto de hechos en sus relaciones mutuas ideales” (Webster, citado por Villeé, 1996).

Gráfico 1: Esquema simplificado del método científico

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Una teoría correcta, además de señalar la relación entre las distintas clases de hechos, aclara y simplifica la comprensión de los fenómenos naturales.

En la práctica, esto se traduce en que es preferible la explicación más sencilla que resulte satisfactoria para los hechos conocidos. En Biología, las nuevas teorías han desechado errores previos que han permitido señalar nuevas relaciones entre los fenómenos, con lo cual, no solo se ha estimulado la investigación en la biología teórica, sino que han suministrado la base de muchos adelantos prácticos en ciencias como la medicina, la agricultura, la veterinaria y afines.

En casi todo estudio científico, una de las metas es explicar la causa de algún fenómeno. Sin embargo, no es sencillo obtener pruebas absolutamente ciertas y seguras de relación causa – efecto entre los acontecimientos. Puede que, si las circunstancias que producen cierto fenómeno tienen siempre en común un mismo factor, el factor tal vez, sea la causa; la dificultad está en comprobar que ese factor sea el único común a todos los casos.

A este método de búsqueda del factor común se le conoce como método de concordancia, y rara vez la búsqueda del factor común en diferentes casos es prueba suficiente de relación causa – efecto, precisamente por la dificultad que representa asegurarse de que dicho factor sea, realmente, el único común.

Otro método empleado para descubrir relaciones causa – efecto es el método de diferencia: si dos grupos solo difieren en un factor y, el grupo que lo presenta produce un fenómeno que no ocurre en el otro grupo, es lícito considerar al factor en cuestión como la causa del fenómeno. Este método suele emplearse en muchos estudios agronómicos para analizar los efectos que producen ciertos agroquímicos en las plantas.

Una tercera manera de apreciar relaciones causa – efecto es el método de variación de concomitantes; si la variación de cierto factor produce un cambio paralelo del efecto, este factor, probablemente, es la causa del fenómeno. Por ejemplo: si 3 grupos de una misma planta reciben dosis de fertilizante con cantidades variables de nitrógeno y el crecimiento vegetativo varía

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“…en toda la historia de la ciencia, desde la filosofía griega hasta la física moderna, se ha intentado reducir la aparente complejidad de los fenómenos naturales a una cuantas ideas y relaciones simples fundamentales.” A. Einstein


directamente con la cantidad de nitrógeno, se puede aceptar que el poco o mucho crecimiento de las plantas es efecto de la variación en la cantidad de nitrógeno.

Sin embargo, es necesario insistir que rara vez se logra una certeza total de que un fenómeno X produzca un efecto Y. El análisis estadístico de un grupo de datos nunca puede dar respuestas categóricas a una pregunta; solo puede decir que un fenómeno es probable o muy probable o, informar cuántos experimentos más aproximadamente se pueden hacer para llegar a cierto nivel de probabilidad de que X sea la causa de Y.

Cuando una hipótesis se ha ensayado, coincide con los hechos y permite hacer predicciones válidas, puede pasar a llamarse teoría, principio o ley y, aunque la palabra ley genera mucha más seguridad y confianza que la palabra “teoría”, en las ciencias, ambas son CASI sinónimas.

LA BIOLOGÍA COMO CIENCIA

La Biología es la ciencia que estudia los seres vivos. La palabra Biología deriva del griego “bios” (vida) y “logos” (estudio o tratado). Durante mucho tiempo fue una ciencia descriptiva que tuvo sus inicios con los estudios anatómicos y morfológicos de los seres vivos.

La Biología puede dividirse en dos etapas, una biología antigua y una biología más joven, tomando en cuenta que el descubrimiento del microscopio electrónico y de las técnicas de preparación de los tejidos para el examen correspondiente, han revelado un orden de complejidad totalmente nuevo en la materia viva. Ahora bien, como conocimiento organizado, tuvo su origen, probablemente, en la antigua Grecia. En época de Aristóteles se sabía mucho (y se suponía aún más) acerca de la vida. En civilizaciones más antiguas que la griega o la romana, como la egipcia, mesopotámica y china, se conocían muchas aplicaciones prácticas, tanto de plantas como de animales. La supervivencia del hombre prehistórico dependía enteramente del conocimiento de hechos biológicos fundamentales, como qué planta podía comerse o qué animal resultaba peligroso.

El término Biología fue introducido en Alemania (1800) y popularizado por Jean Baptiste Lamarck (francés) en su obra Philosophie Zoologique con el fin de reunir, en él, un número creciente de disciplinas que se referían al estudio de seres vivos. Sin embargo, el impulso más importante para la unificación del concepto de biología, se debe al zoólogo inglés Thomas H. Huxley, quien insistió en que separar la zoología de la botánica carecía de sentido ya que el estudio de todos los seres vivos debería consistir una sola disciplina.

La Biología es una ciencia porque comprende un conjunto de conocimientos adquiridos mediante la observación y el razonamiento sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales. El término ciencia, en el sentido más amplio, se emplea para referirse al conocimiento en cualquier campo, pero suele aplicarse a la organización del proceso experimental verificable.

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En la clasificación de las ciencias, la Biología se encuentra entre las llamadas ciencias fácticas o materiales ya que busca interpretar las formas ideales en términos de hechos o experiencias y, porque para ello, necesitan la observación, la experimentación y la verificación por lo que son incompletas o temporarias.

Como ciencia, la Biología posee las siguientes características:

Sistemática: ordenada por principios comunes. Acumulativa: no existe un conocimiento único; depende de conocimientos

previos. Metódica: sigue un procedimiento ordenado y lógico para llegar al conocimiento

de algo. Provisional: no es absoluta ni definitiva, es perfectible, temporal y susceptible de

cambios. Comprobable: sujeta a verificación y revisión. Especializada: el conocimiento es limitado y universal compuesto por

conocimientos particulares o específicos. Abierta: no es dogmática, está sujeta a cambios. Producto del método científico: investigación científica. Comunicable y universal: usa un lenguaje científico.

Alcances de la Biología

El conocimiento de la Biología no solo es apreciado por quien la estudia. Está presente en nuestra vida cotidiana, y más aún, en otras áreas de conocimiento como la medicina, la salud pública, la agronomía, la conservación, los estudios sociales aportando y contribuyendo a la formulación de una filosofía de la vida. La biología ha alcanzado niveles de investigación tan amplios que, generalmente, no se estudia como una única disciplina, sino como un conjunto formado por muchas otras. Estas disciplinas se pueden reunir en 4 grandes grupos, en función del nivel de organización del objeto de estudio.

1. Disciplinas que estudian las estructuras básicas de los seres vivos: células, genes.2. Disciplinas que se ocupan del estudio del funcionamiento de las estructuras básicas en

los siguientes niveles de organización: tejidos, órganos, sistemas y cuerpos (individuos).

3. Disciplinas que estudian a los organismos y sus historias.4. Disciplinas que estudian las interacciones entre los organismos, y entre los organismos

y su ambiente.

Cabe señalar que estas agrupaciones son una simplificación de lo que implica una investigación biológica. Los límites entre las disciplinas son muy inseguros y, con frecuencia, muchas disciplinas intercambian técnicas y métodos, conceptos y conocimientos. Por ejemplo, la Biología de la Evolución se apoya en técnicas de Biología Molecular para determinar secuencias de ADN que ayudan a comprender las variaciones genéticas de una población. La fisiología toma muchos conceptos de la biología celular para describir la función de sistemas orgánicos.

Principios unificadores de la Biología

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Los principios unificadores de la Biología son 4.

Principio de la unidad: todos los seres vivos comparten un conjunto de características semejantes o comunes. Por ejemplo: todo ser vivo tiene como unidad anatómica y funcional principal a la célula, ya sea unicelular o pluricelular.

Principio de la diversidad: hace referencia a las múltiples formas de vida existentes.

Principio de la continuidad: maneja la perpetuación de las especies o como se conservan a través de los tiempos, produciendo nuevos organismos a los que transmiten sus características.

Principio de la interacción: hace referencia a las interrelaciones entre los organismos y entre éstos y otros factores inertes que forman parte de su ambiente.

Gráfico 2: Árbol filogenético de la vida

Fuente: http://bioinformatica.upf.edu/

Ramas de la Biología

Existen numerosas ramas y disciplinas, unas antiguas y otras más modernas. La complicación viene en distinguir cuando una es rama y cuando es disciplina. Por ejemplo, la Zoología es la rama de la Biología que estudia a los animales, y, dentro de la Zoología existen disciplinas más específicas como la Entomología, que estudia a los insectos, la Ornitología, que estudia a las aves. Sin embargo, hay autores que colocan a la Entomología y la Ornitología como ramas directas de la Biología y no como disciplinas de la Zoología. Para resumir un poco lo que es este apartado, el gráfico 3 muestra a manera de esquema y muy resumido algunas de las ramas más importantes de la Biología.

Gráfico 3: La Biología y sus ramas

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http://bioinformatica.upf.edu/


Fuente: http://oscarbiol.blogspot.com/

CARACERÍSTICAS DEL SER VIVO

Un ser vivo se puede estudiar desde diferentes puntos de vista y bajo aspectos muy diversos, lo que ha dado lugar a que la Biología se haya diversificado en tantas ramas. Esto hace que sea muy complicado ubicar lo que se conoce como Biología General, pues en muchas ocasiones ésta abarca ámbitos de especialidades muy concretas cuando no, llega a abarcarlas completamente.

La Biología General tiene como objeto de estudio aquellos caracteres que son comunes a todos los seres vivos o que, al menos, se encuentran en los grupos más grandes. Generalmente no pretende dar una descripción detallada, sino destacar aquellos aspectos que son esenciales y, especialmente, de investigar sus relaciones con otras propiedades de los organismos.

Ya que la célula conforma a todos los seres vivos, su estudio forma parte de la Biología General, pero no estudiarla de manera aislada (que es el objeto de la Citología y la Fisiología Celular), en este caso se pretende mostrar cómo los conocimientos de la Microscopía, la Bioquímica o la Fisiología a nivel celular, son necesarios para la comprensión de otros fenómenos biológicos como los mecanismos hereditarios, la diferenciación celular o la evolución, aunque no los abarca de forma exhaustiva.

Como establecen Lamotte y L’Heritier (1975) “la Biología General se puede considerar como la trama que sirve de base y conexión al conjunto de las diversas ramas de la Biología. Su estructura debe conducir a una visión de síntesis del fenómeno biológico, o sea, a definir esa compleja realidad que llamamos la Vida.”

Todo ser vivo, desde un organismo unicelular hasta el pluricelular más grande, es complejo y altamente organizado. Partiendo de esta base, la organización, los organismos poseen una estructura que empieza en la célula. La célula es la unidad fundamental de la vida y en ella se resumen todas las funciones de un organismo: nacer, crecer, nutrirse, reproducirse y morir.

Metabolismo

Es el conjunto de reacciones bioquímicas y procesos fisicoquímicos que ocurren en un organismo para que pueda llevar a cabo sus funciones vitales.

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A partir de los procesos metabólicos los organismos intercambian materia y energía con el medio ambiente. Desde la etapa embrionaria hasta la muerte, las reacciones metabólicas deben producirse de forma precisa para la interacción y el funcionamiento normal de todos los sistemas y de todo el individuo.

Estas reacciones fisicoquímicas que ocurren en el metabolismo son llevadas a cabo por sustancias proteínicas catalizadoras, denominadas enzimas, que actúan regulando la velocidad de las reacciones que se producen dentro de las células. Hay tantas enzimas como reacciones. La sustancia sobre la cual actúa una enzima se conoce como sustrato, que es el que sufre una reacción química reversible por la cual se producen uno o más productos diferentes.

SUSTRATO + ENZIMA ENZIMA + PRODUCTO

Una enzima actúa modificando las moléculas del sustrato para que sean más reactivas, se unan a otros átomos o se rompan; por ejemplo, la enzima anhidrasa carbónica cataliza la conversión de CO2 en bicarbonato y en hidrogeniones:

En conclusión, una enzima es una sustancia proteínica que tiene como función activar, controlar y finalizar una reacción metabólica, regulando su velocidad de acción.

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CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+

METABOLISMO

ANABOLISMO CATATABOLISMO

Síntesis de sustancias complejas a partir de sustancias simples

Degradación de sustancias complejas en sustancias simples

Metabolismo constructivo

Obtención de energía de reserva

Metabolismo destructivo

Liberación de energía

Liberación de energía útil Aportar materia prima para las reacciones anabólicas


Anabolismo: comprende el grupo de reacciones químicas que ocurren en el organismo para sintetizar (construir) sustancias complejas a partir de sustancias simples. Se comporta como un metabolismo positivo o constructivo, fundamental para el mantenimiento de todos los tejidos y para el crecimiento de nuevas células. Por medio de las reacciones anabólicas se obtiene energía de reserva, utilizada por el organismo cuando sea necesario. Las reacciones anabólicas transforman moléculas simples en macromoléculas nutritivas como carbohidratos, lípidos, grasas, proteínas y ácidos nucleicos, para lo cual se requiere de energía que es proporcionada por el ATP (adenosín trifosfato), molécula de alto contenido energético.

Catabolismo: es el conjunto de procesos químicos a través de los cuales el organismo descompone las macromoléculas formadas en el anabolismo para transformarlas en sustancias simples. El proceso de transformación libera la energía almacenada, que puede, entonces, ser utilizada como combustible para realizar distintas funciones orgánicas, como regular la temperatura corporal, moverse, respirar. Estas sustancias simples producidas por procesos catabólicos son eliminadas por el organismo a través de riñones, intestinos, pulmones, piel, en forma de CO2, amoníaco, úrea, entre otros. El catabolismo, pues, cumple con dos propósitos: 1) liberar energía útil para sintetizar nuevas moléculas y 2) aportar materia prima para nuevas reacciones anabólicas.

Las reacciones anabólicas y catabólicas ocurren en forma simultánea. El catabolismo libera energía y el anabolismo la utiliza para la síntesis de nuevas sustancias necesarias para el organismo. Cuando el anabolismo es mayor que el catabolismo, el organismo crece o gana peso; por el contrario, cuando el catabolismo supera a las reacciones anabólicas, hay pérdida de peso y deterioro en el individuo.

Gráfico 4: Esquema simplificado de los principales procesos anabólicos y catabólicos realizados por los organismos autótrofos y heterótrofos

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Fuente: http://recursos.cnice.mec.es/biologia

Nutrición

Es el conjunto de procesos por medio de los cuales los seres vivos ingieren los alimentos o sustancias nutritivas que son necesarias para su metabolismo. Los alimentos constituyen las sustancias inorgánicas (agua, CO2 y sales minerales) y orgánicas (carbohidratos, lípidos, proteínas y vitaminas) que ingieren los organismos y que, en conjunto, se conocen como nutrientes.

Durante la nutrición, los organismos intercambian materia y energía con el medio, obtienen energía y se aportan los nutrientes necesarios para crear o regenerar la materia del organismo. Incluye varios procesos: captación de nutrientes, transformación, distribución a todas las células del organismo y excreción o eliminación de las sustancias de desecho. Todos estos procesos son comunes tanto en plantas como en animales.

Para que la nutrición pueda llevarse a cabo, los organismos disponen de órganos y sistemas especializados. En los animales, esos órganos forman parte de los sistemas digestivo, respiratorio, cardiovascular y excretor. En las plantas, la raíz, el tallo y las hojas son los órganos principales del proceso de nutrición.

Gráfico 5: esquema resumido del proceso de nutrición.

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http://recursos.cnice.mec.es/biologia


Nutrición en las plantas

Las algas y las plantas de nutren de forma autótrofa. Para ello, toman del medio agua, CO 2

y sales minerales a través de las raíces y los estomas de las hojas. Por el tallo, se distribuyen el agua y las sales hacia las hojas, y desde las hojas a todas las demás partes de la planta los productos sintetizados en la fotosíntesis. Los órganos involucrados en la nutrición de las plantas son:

1. La raíz: absorbe agua y sales minerales formando savia bruta.2. El tallo: transporta la savia bruta a través del xilema hasta las hojas y, después de la

fotosíntesis, transporta la savia elaborada a las demás partes de la planta por medio del floema.

3. Las hojas: una vez que la savia bruta llega a la hoja, ésta, por medio de los estomas, absorbe CO2 y, junto con la energía solar y la clorofila, transforman la savia bruta en savia elaborada. La savia elaborada es rica en azúcares y materia orgánica. Desde las hojas, como ya se dijo, se distribuyen las sustancias elaboradas al resto de la planta.

Una vez que la planta ha elaborado la materia orgánica por medio de la fotosíntesis, la utiliza para producir la energía necesaria para crecer, florecer, fructificar, reponer partes de la planta y relacionarse con el medio. Esa energía la toman de los azúcares y otros compuestos elaborados en la fotosíntesis. La materia orgánica entra en las mitocondrias de las células y, en presencia de oxígeno, se realiza la respiración celular. Así, la materia orgánica se transforma en CO2 (que se elimina a la atmósfera), agua y energía en forma de ATP.

Es necesario destacar que las plantas carecen de estructuras especializadas para la excreción de desechos y que la cantidad de éstos es muy baja. El CO2 que se produce durante la respiración se elimina por medio de los estomas, aunque una parte puede ser utilizada nuevamente para la fotosíntesis. Las sustancias nitrogenadas de desecho se emplean en la

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elaboración y síntesis de nuevas proteínas y otras sustancias pueden ser almacenadas en las células de la propia planta.

Gráfico 6: el proceso de nutrición vegetal

Nutrición en los animales

A diferencia de las plantas, los animales no pueden tomar la energía que necesitan para vivir del sol. Los animales solo pueden obtener energía transformando los alimentos y del oxígeno que obtienen del aire.

Los seres unicelulares toman del medio externo las sustancias que necesitan. En los organismos pluricelulares existen células que se especializan en tejidos, que a su vez se organizan en órganos y sistemas para realizar funciones específicas dentro del organismo. En la nutrición animal intervienen los siguientes sistemas:

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1. Digestivo: digiere los alimentos para obtener nutrientes y los absorbe para que sean utilizados por las células; además elimina las sustancias no aprovechables en forma de excrementos.

2. Circulatorio: distribuye oxígeno y nutrientes a todas las células del individuo y recoge los residuos y el CO2 llevándolos a los órganos excretores.

3. Respiratorio: toma el oxígeno necesario para la vida celular y expulsa el CO 2 que se produce tras la respiración de las células.

4. Excretor: elimina del organismo todas las sustancias nitrogenadas que produce la célula durante sus procesos metabólicos.

Gráfico 6: proceso de nutrición en los animales

La excreción

Es el proceso de expulsión al exterior de las sustancias y productos de desecho: CO 2, agua, NH3 y otros productos nitrogenados derivados del amoníaco como la úrea y el ácido úrico.

Estos productos derivan de la respiración celular. El agua y el dióxido de carbono van al aparato circulatorio, luego al respiratorio y, por último al exterior. Los compuestos nitrogenados son tóxicos y, por ello, son eliminados del aparato circulatorio por filtración de la sangre y se expulsan al exterior gracias al aparato excretor. Los animales acuáticos, por ejemplo, excretan el nitrógeno en forma de NH3 a través de las branquias, pero los animales terrestres, para no perder líquido, lo excretan en una disolución muy concentrada llamada orina, y en forma de úrea o ácido úrico, que no son tan tóxicos.

Los sistemas excretores constan siempre de una zona donde se filtran los productos de excreción, y de un largo tubo donde dichos productos se concentran porque parte del agua en la que van disueltos se reabsorbe.

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En resumen, la excreción puede entenderse como un mecanismo de regulación del equilibrio del organismo y se incluye como un proceso homeostático.

Gráfico 7: esquema del proceso de excreción

La respiración

Se entiende pos respiración al proceso por medio del cual un organismo recibe oxígeno y elimina dióxido de carbono. En los animales, la respiración se lleva a cabo por medio de sistemas especializados, como el sistema respiratorio, y en las plantas, la respiración se lleva a cabo en las hojas.

La respiración en las plantas

Al igual que los demás seres vivos, las plantas también respiran, es decir, también necesitan oxígeno. Sin embargo, no poseen órganos adaptados para tal función. En el caso de las plantas, el proceso consiste en un intercambio de gases, ya que se produce un cambio mutuo de oxígeno, vapor de agua y dióxido de carbono entre la planta y la atmósfera.

Gráfico 8: La respiración en plantas

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Fuente: http://quintodeadolfo.blogspot.com/

El oxígeno liberado en la fotosíntesis va a permitir oxidar los carbohidratos. Las plantas van a hacer respiración aerobia, que es el proceso biológico por el cual determinados compuestos biológicos reducidos son, primeramente movilizados (degradación de las reservas) y, posteriormente, oxidados, de una manera ordenada (porque ocurre en varias fases) con la consecuente generación de energía que queda disponible en forma de ATP.

Hay factores propios de la planta que hacen que la respiración se diferencie de la de los animales. Debido a la actividad fotosintética de las plantas, éstas van a tener una alta tasa de variación metabólica durante las distintas horas del día y en los diferentes tejidos, pero, además, el hecho de ser autótrofas, les permite fabricar todo tipo de moléculas a partir de carbohidratos, por lo que la degradación de los mismos no estará siempre encaminada a la obtención de energía, sino a la fabricación de determinados compuestos. Otro factor a considerar es la presencia de rutas metabólicas que se encuentran, tanto en el citosol como en los cloroplastos. Además, se tienen las paredes celulares de la célula vegetal, que son sumideros de carbohidratos.

Respiración en animales

El término respiración se aplica a dos procesos biológicos separados:

1. Proceso químico de liberación de energía tras el metabolismo de compuestos orgánicos (respiración interna o celular)

2. Respiración externa o proceso de intercambio de gases entre el organismo y su medio externo.

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En animales sencillos como protozoos, esponjas o celentéreos el oxígeno disuelto en el agua pasa por difusión a las células y, de la misma manera, el dióxido de carbono se difunde al agua.

En los animales acuáticos o que viven en ambientes húmedos, como ciertos anélidos, algunos artrópodos y anfibios (que poseen pulmones) la respiración se efectúa a través de la piel. Para ello, se requiere que la piel sea fina y permeable a los gases, además de estar continuamente húmeda.

Los insectos, por su parte, respiran a través de un sistema de tubos o tráqueas que comunican directamente el medio ambiente con el interior de las células del organismo.

A medida que aumenta la complejidad del animal, aparecen estructuras especializadas para hacer más eficiente el proceso de respiración. Entre esas estructuras se encuentran las branquias, características de los animales acuáticos, y el aparato respiratorio de anfibios y animales superiores como aves y mamíferos, compuesto por pulmones. Al proceso de respiración por medio de pulmones, se le conoce como respiración pulmonar, y es un proceso complejo que involucra músculos (diafragma) y otras partes como la tráquea y los bronquios.

Gráfico 9: respiración en animales

Fuente: http://www.sehacesaber.org/

Organismos autótrofos y heterótrofos

Según la forma de nutrirse, los organismos pueden ser autótrofos y heterótrofos.

Como ya se dijo, las plantas verdes, son organismos autótrofos porque son capaces de sintetizar sus propias sustancias nutritivas complejas a partir de sustancias simples como el agua, el dióxido de carbono y las sales minerales, en presencia de luz y clorofila en un proceso conocido

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como fotosíntesis. Químicamente, la reacción fotosintética se puede resumir en la siguiente ecuación química:

6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Los animales, por su parte, no pueden usar la energía solar para elaborar sus propios alimentos, por lo que, para nutrirse, necesitan hacerlo consumiendo a otros seres vivos, ya sean plantas u otros animales en complejas redes alimenticias que, por ahora, no son objeto de estudio.

Definición de los niveles de organización de la Biología

El universo se encuentra organizado desde partículas muy pequeñas, como los átomos, hasta complejos sistemas planetarios, como el Sistema Solar. Desde el átomo hasta el Sistema Solar hay distintos niveles que se van distinguiendo unos de otros por la complejidad de los mismos.

En la materia viva existen varios grados de complejidad, denominados niveles de organización. Dentro de los mismos se pueden diferenciar niveles abióticos (materia no viva) y niveles bióticos (materia viva, es decir con las tres funciones propias de los seres vivos). Los diferentes niveles serían:

1.- Nivel subatómico: integrado por las partículas subatómicas que forman los elementos químicos (protones, neutrones, electrones).

2.- Nivel atómico: son los átomos que forman los seres vivos y que denominamos bioelementos. Del total de elementos químicos del sistema periódico, aproximadamente un 70% de los mismos los podemos encontrar en la materia orgánica. Estos bioelementos los podemos agrupar en tres categorías:

Ø Bioelementos primarios: función estructural

Ø Bioelementos secundarios: función estructural y catalítica.

Ø Oligoelementos o elementos vestigiales: función catalítica.

3.- Nivel molecular: En él se incluyen las moléculas, formadas por la agrupación de átomos (bioelementos). A las moléculas orgánicas se les denomina Biomoléculas o Principios inmediatos. Estos Principios Inmediatos los podemos agrupar en dos categorías, inorgánicos (agua, sales minerales, iones, gases) y orgánicos (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos).

En este nivel también debemos agrupar las macromoléculas y los virus. Las primeras resultan de la unión de monómeros (aminoácidos, nucleótidos, etc...) y los segundos son la unión de proteínas con ácidos nucleicos.

4.- Nivel celular: donde nos encontramos a la célula (primer nivel con vida). Dos tipos de organizaciones celulares, Eucariota (células animales y vegetales) y Procariota (la bacteria). Los organismos unicelulares (Ej. Protozoos) viven con perfecta autonomía en el medio, pero en ocasiones nos podemos encontrar agrupaciones de células, las colonias, que no podemos

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considerar como seres pluricelulares porque a pesar de estar formados por miles de células cada una vive como un ser independiente.

5.- Nivel pluricelular: constituido por aquellos seres formados por más de una célula. Surge de la diferenciación y especialización celular. En él encontramos distintos niveles de complejidad: tejidos, órganos, sistemas y aparatos.

Cuadro 1: niveles de organización, componentes y ramas de la biología

6.- Nivel de población: los individuos de la misma especie (aquellos que son capaces de reproducirse entre sí y tener descendencia fértil) se agrupan en poblaciones (individuos de la misma especie que coinciden en el tiempo y en el espacio).

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NIVELES DE ORGANIZACIÓN DE SERES VIVOS

NIVELES

COMPONENTES

RAMAS BIOLOGÍA

Subatómico Partículas subatómicas -

Atómico Átomos -

Molecular

Moléculas

Macromoléculas

Orgánulos celulares

Virus

Bioquímica

Biofísica

Citología

Virología

Celular

Célula

Seres unicelulares

Colonias

Microbiología

Citología

Pluricelular

Seres pluricelulares

Sistemas

Aparatos

Órganos

Tejidos

Taxonomía

Genética

Fisiología

Botánica

Organografía

Paleontología

Zoología

Embriología

Anatomía

Histología

De población Poblaciones

Genética de poblaciones

Zoogeografía

Evolución

Etología

De ecosistema

Biosfera

Biocenosis

Ecosistema

Ecología


7.- Nivel de ecosistema: las poblaciones se asientan en una zona determinada donde se interrelacionan con otras poblaciones (COMUNIDAD O BIOCENOSIS) y con el medio no orgánico (Biotopo). Esta asociación configura el llamado ECOSISTEMA, objeto de estudio de los biólogos. Los ecosistemas son tan grandes o tan pequeños como queramos, sin embargo el gran ecosistema terrestre lo forman la Biosfera (biocenosis) y el astro Tierra (biotopo).

AUTOPERPETUACIÓN

Una de las características fundamentales de los seres vivos es la capacidad de autoconstruirse; la otra, es la de auto perpetuarse, es decir, la de producir seres semejantes a ellos. En este sentido, la autoperpetuación es el conjunto de procesos que hace posible un reajuste de las estructuras en el metabolismo permitiendo superar lo que pudiese alterar su marcha. Un ejemplo de regulador del metabolismo es el control del estado de equilibrio, este permite conservar información y producir intercambios entre el medio interno y externo actuando de modo autoconservador.

Procesos de la autoperpetuación

La autoperpetuación comprende tres grupos de procesos; primero aquellos que mantienen el estado de equilibrio de las unidades vivientes y ajustan y coordinan sus operaciones internas; segundo, los procesos de reproducción, que prolongan las operaciones de las unidades vivientes en el espacio y en el tiempo, y tercero, los procesos de adaptación, que moldean y ajustan las características a largo plazo de las unidades vivientes a las características de ambientes específicos. A través de la autoperpetuación, la materia viva llega a ser potencialmente indestructible.

La adaptación depende de la reproducción y la reproducción de la regulación del estado de equilibrio. Los tres componentes de la autoperpetuación operan en todos los niveles de la organización viviente, siendo la autoperpetuación celular un prerrequisito para la persistencia de todos los niveles superiores.

El mantenimiento de los estados de equilibrio dentro de las células pasa a ser el fundamento de la autoperpetuación como un todo.

Todos los estados de equilibrio de la materia viva se basan en las funciones de los genes y en las funciones de regulación.

Funciones de regulación

Para poder definir "regulación" hay que definir, en primer lugar tensión: cualquier condición externa o interna que tiende a trastornar las operaciones normales de un sistema puede ser considerada como una tensión. En un organismo viviente, las tensiones externas son producidas, a menudo, por el ambiente: enemigos, ambientes perjudiciales, carencia de alimento, cambios de temperatura e innumerables condiciones físicas, químicas y biológicas.

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http://www.ecured.cu/index.php/Ambiente

http://www.ecured.cu/index.php/C%C3%A9lulas

http://www.ecured.cu/index.php/Adaptaci%C3%B3n

http://www.ecured.cu/index.php/Reproducci%C3%B3n

http://www.ecured.cu/index.php/Metabolismo


Las tensiones internas aparecen continuamente como resultado de los mismos procesos de la vida: se gastan las reservas, las concentraciones se desplazan, ciertas partes envejecen y otras se gastan, se acumulan sustancias de deshechos, entre otras.

El problema del mantenimiento del estado de equilibrio radica, por consiguiente, en contrarrestar o reducir la tensión. Para ello requiere, en primer lugar, una habilidad para reconocer la tensión, dónde y cuándo se produzca, y en segundo lugar en reaccionar a tal tensión de una manera auto-preservativa. En otras palabras, lo que es necesario es la capacidad de reconocer un estímulo y de producir una respuesta adecuada a aquél estímulo; cuando esto sucede ocurre la regulación.

El resultado de la regulación en la materia viva es el estado de equilibrio y el estado de equilibrio es el mantenimiento de la vida durante el mayor tiempo posible

La regulación en las plantas

Las actividades de regulación en el conjunto de una planta son llevadas a cabo por células y tejidos que no están especializados particularmente en la regulación sino que realizan asimismo otras funciones. Una planta puede responder de muy distintas maneras a cualquier cambio ambiental que pueda afectarla; por ejemplo, puede reconocer y responder adecuadamente a la gravedad, a cambios de intensidad y de dirección y a distintas longitudes de onda de la luz, a variaciones en la duración de la iluminación, a cambios de temperatura y humedad, corrientes de viento y agua, cambios de estación, etc.

En consecuencia, las plantas muestran un comportamiento que, en gran parte, es producido por factores de crecimiento.

Factores de crecimiento

Los genes y las enzimas son producidos directamente en las células en las cuales realizan funciones de regulación. En cambio, los demás reguladores intracelulares, a veces o siempre, se originan fuera de las células en las cuales actúan. Debido a que estos reguladores importados revelan a menudo sus actividades a través de efectos específicos en el crecimiento y desarrollo se designan frecuentemente como factores de crecimiento o sustancias de crecimiento. Desde luego, los genes y los enzimas son también factores de crecimiento.

Clasificación según su procedencia

Regulador del crecimiento: si procede del ambiente exterior.

Hormona: si se produce en una determinada parte del cuerpo de un organismo y es transportada a las células que no pueden elaborarla.

Las principales clases de reguladores del crecimiento son las vitaminas y los minerales. En los animales ambos deben obtenerse del ambiente en forma prefabricada. Pero en las plantas autótrofas todas las vitaminas son producidas dentro del cuerpo de las plantas y, en la mayoría de los casos, directamente dentro de cada célula en la que esas sustancias deben ser utilizadas. También requieren minerales del ambiente exterior, y estas sustancias sirven para dos funciones,

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http://www.ecured.cu/index.php/Minerales

http://www.ecured.cu/index.php/Vitaminas

http://www.ecured.cu/index.php/Enzimas

http://www.ecured.cu/index.php/Genes

http://www.ecured.cu/index.php/Agua

http://www.ecured.cu/index.php/Viento

http://www.ecured.cu/index.php/Humedad

http://www.ecured.cu/index.php/Temperatura

http://www.ecured.cu/index.php/Luz

http://www.ecured.cu/index.php/Longitud_de_onda

http://www.ecured.cu/index.php/Tejidos

http://www.ecured.cu/index.php/Planta


en parte son nutrientes utilizados como componentes estructurales de las células y en parte reguladores del crecimiento usados en la regulación de reacciones. En algunos casos puede servir para ambas funciones; por ejemplo el magnesio es un componente estructural (en la clorofila) y un agente de regulación (en reacciones de respiración).

Regulación en animales

La regulación del estado de equilibrio en los animales es conseguida, lo mismo que en las plantas, a niveles celulares e intracelulares, pero a diferencia de las plantas, muchos animales tienen además órganos y sistemas de órganos que contribuyen de manera importante a la regulación de todo el organismo.

Factores de crecimiento

Al igual que las plantas, los animales requieren también factores de crecimiento, incluidos los reguladores del crecimiento obtenidos del ambiente externo y las hormonas producidas dentro del organismo. Las sustancias minerales representan un grupo de reguladores del crecimiento, y los animales, en su totalidad, requieren las mismas clases que las plantas. Las reacciones fundamentales en las que los minerales juegan un importante papel son, básicamente, las mismas en todos los organismos. Las vitaminas representan un segundo grupo de reguladores del crecimiento en los animales y, en gran parte, son sustancias químicas como en las plantas. Sin embargo, las plantas elaboran vitaminas por sí mismas, mientras que los animales deben obtener muchos de estos compuestos del ambiente. En la mayoría de los animales, igual que en las plantas, las hormonas son producidas por células que no están especializadas particularmente en las funciones de regulación sino que también realizan otras funciones. En tales casos, las actividades hormonales en los animales han sido investigadas muy poco. Se ha prestado más atención a aquellas hormonas que están producidas en los sistemas endocrinos especializados de animales, especialmente de invertebrados.

También como en las plantas, gran parte del conocimiento actual acerca de los factores de crecimiento en los animales ha sido obtenido mediante la producción experimental de excesos o deficiencias en organismos de ensayo.

Reproducción

El crecimiento y la reproducción son otras dos características de los seres vivos.

La corriente de intercambios de materia y energía que todo ser vivo mantiene con el medio, motiva a su crecimiento y, eventualmente, su reproducción (Lamotte y L’Heritier, 1975).

Tanto el crecimiento como la reproducción ocurren en todos los niveles biológicos, desde la célula, hasta cualquier organismo pluricelular planta o animal. La existencia de la célula como elemento estructural de la vida permite considerar la reproducción celular como fenómeno central de toda reproducción. La célula representa la estructura mínima indispensable para la perpetuación de la vida en forma indefinida.

A la reproducción celular se le conoce como mitosis, proceso por el cual, los dos componentes de la célula (núcleo y citoplasma) se dividen formando dos células hijas exactamente

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http://www.ecured.cu/index.php/Invertebrados

http://www.ecured.cu/index.php/%C3%93rganos

http://www.ecured.cu/index.php/Animales

http://www.ecured.cu/index.php/Clorofila

http://www.ecured.cu/index.php/Magnesio


iguales. La mitosis mantiene la estructura funcional, lo que representa uno de los principales problemas de la Biología, intentar comprender cómo se logra este resultado.

Parte de la solución a este problema es que debe intervenir como elemento fundamental la existencia de una jerarquía en las estructuras celulares. A la cabeza de esta jerarquía se coloca el material genético presente en los cromosomas. La reproducción celular implica que el material genético puede dar vida a dos copias idénticas a través de un mecanismo adecuado es decir, cada célula hija producto de la mitosis contiene la misma carga genética (número de cromosomas) de la célula madre.

Gráfico 10: Mitosis o división celular

Diferenciación

Cuando una célula se divide y produce una población de células en donde todos los organismos son idénticos y presentan las mismas potencialidades, se habla de reproducción conforme (autorreproducción) y a la población se le llama clon. La transmisión regular de las propiedades de la célula inicial en el transcurso de la multiplicación del clon se llama herencia celular.

Si bien la multiplicación celular conforme es el fenómeno básico de todo desarrollo y reproducción, en realidad el proceso supone cierto número de complicaciones. El mundo vivo no está compuesto solo por clones celulares pues existen sistemas mucho más complejos: los organismos.

De cierta forma, cada organismo es un clon, porque cada célula que lo compone desciende de una célula única (el cigoto o huevo, en el caso de los metazoos). Pero estos organismos no se parecen unos a otros como sucede en un cultivo de bacterias. Sus células han desarrollado estructuras y propiedades distintas: neuronas, fibras musculares, por citar dos tipos de células animales; y en el caso de las plantas, unas células serán colénquima, otras del esclerénquima y otras del parénquima. En el caso de la multiplicación celular, la herencia no ha permanecido

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uniforme porque ha habido una diferenciación y estas células diferenciadas están integradas y ordenadas en una unidad de organización superior: el organismo pluricelular.

El grado de diferenciación e integración varía dentro de grandes límites según los organismos (Lamotte y L’Heritier, 1975). En organismos como talofitas y celentéreos es bastante débil, pero en los metazoos superiores hay un alto grado de diferenciación e integración, además de complejidad. Esto significa que, si bien el organismo se compone de células distintas, se convierte en una unidad tal, que no puede ser fragmentada; ya no es capaz de regenerar las partes que ha perdido accidentalmente.

El mecanismo de diferenciación es uno de los problemas de estudio de la Biología. Tal parece que la diferenciación no se relaciona con cambios de estructura en el material genético de la célula, es decir, con lo que los genetistas denominan mutaciones. Se trata de cambios en la expresión de este material, o sea, en la forma en la que se lleva a cabo la actividad de los genes.

En conclusión, si bien la autorreproducción conforme del material genético constituye el mecanismo necesario para que se mantenga una herencia celular uniforme dentro de un clon, no es suficiente, por si misma, para asegurar esta uniformidad. Puede haber diferenciación y cambio en la herencia celular sin que sea tocado el mecanismo de autorreproducción.

Gráfico 11: Diferenciación celular

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Reproducción sexual

En muchos organismos intervienen procesos sexuales para la reproducción. La reproducción sexual es la segunda complicación que aparece en las relaciones entre los fenómenos de desarrollo y reproducción, por un lado, y la multiplicación celular conforme, por otro (Lamotte y L’Heritier, 1975).

La reproducción sexual implica la alternancia de dos fases. Una, la haplofase, se caracteriza porque las células son haploides, es decir, poseen un juego único de material genético (la mitad de la carga genética o la mitad del número total de cromosomas del organismo). La otra fase, llamada diplofase, se caracteriza porque las células son diploides, es decir, posee un juego doble de cromosomas. El paso de una fase a otra tiene lugar en un proceso de división celular llamado meiosis, para la obtención del estado haploide, y de fecundación, para volver al estado diploide.

Gráfico 12: Meiosis celular

Fuente: http://www.mailxmail.com/curso-ciclo-celular-alteraciones-cancer/meiosis

Gracias a la reproducción sexual, la transmisión del mensaje genético no funciona por medio de líneas paralelas independientes, sino por medio de una especie de red. La reproducción sexual, vista así, representa un paso importante a la evolución de la vida sobre la Tierra.

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http://www.mailxmail.com/curso-ciclo-celular-alteraciones-cancer/meiosis


Los sistemas vivos mantienen su estructura a pesar de la corriente de materia y energía que los atraviesa. La reproducción conforme, lo único que hace, es multiplicar de forma indefinida el mismo tipo, y la reproducción sexual, en sí misma, tampoco representa un mecanismo de variación, pues la recombinación genética, por sí sola, no puede hacer que aparezcan nuevas combinaciones. Sin embargo, la capacidad de variar, es otra característica fundamental de los seres vivos y las variaciones pueden ocurrir en cualquier nivel de organización.

A nivel celular, una autorreproducción puede ser interrumpida por la intervención de una mutación, pues la estabilidad del material genético de la célula no es absoluta. En ocasiones puede sufrir cambios de estructura que, eventualmente, podrán aparecer en diferentes niveles. Las mutaciones son “accidentales”, más o menos fortuitas, y una vez que ocurren, la autorreproducción continúa su curso. Ahora bien, las células producto de esa autorreproducción ya no son idénticas a la célula original, es decir, ya no son clones.

El fenómeno de la mutación representa, a nivel celular, la tendencia a la variación propia de los seres vivos. Pero a otros niveles (organismos, especies) la capacidad para el cambio se hace aún más manifiesta. En estos niveles se producen cambios a escalas de tiempo relativamente cortas, como por ejemplo, los cambios sufridos por animales domésticos y plantas si se comparan con sus antecesores silvestres. Otros cambios han sido mucho más lentos, si se considera que han ocurrido a lo largo del tiempo geológico. A todos estos cambios se les conoce con el nombre de evolución.

Adaptación

Los mecanismos reproductivos, la herencia, la evolución de las especies son parte de todo un conjunto de factores que conllevan a la supervivencia de los organismos sobre la Tierra. Dentro de todos estos mecanismos se encuentra uno fundamental: la adaptación.

Una adaptación biológica es un proceso fisiológico o rasgo morfológico del comportamiento de un organismo que ha evolucionado y que ha pasado por procesos de selección natural, de tal manera que se han incrementado sus expectativas de perpetuación a largo plazo.

La adaptación puede significar, fisiológicamente, la descripción de un conjunto de cambios compensatorios que ocurren a corto plazo como respuesta a alteraciones ambientales. Estos cambios son producto de la plasticidad fenotípica. Sin embargo, en estos casos, no es correcto el término adaptación, aunque lo usen los fisiólogos. Es, más bien, una aclimatación.

En la Biología Evolutiva, la adaptación hace referencia, tanto a las características que incrementan la supervivencia, como al proceso que atraviesan los organismos para adaptarse. Por eso, la adaptación puede estudiarse como un patrón, es decir, la observación y consideración de cualquier carácter morfológico, fisiológico, de conducta o de desarrollo que incremente la supervivencia del organismo. O puede estudiarse como un proceso, es decir, los mecanismos por los cuales la selección natural ajusta la frecuencia de los genes que codifican la información para rasgos que afectan al número de descendientes que sobreviven en generaciones sucesivas, es decir, la aptitud.

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Las adaptaciones pueden ser morfológicas, fisiológicas (como la hibernación) o etológicas (conductuales).

Gráfico 12: esquema sobre la autoperpetuación

Gráfico 13: adaptación morfológica

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PRÁCTICA 1

Objetivo general: Involucrar al estudiante en el conocimiento y manejo del material de laboratorio empleado en el estudio de la anatomía botánica así como en la preparación de láminas básicas para la observación de tejidos vegetales.

Objetivos específicos:

1. Identificar las partes del microscopio compuesto y sus funciones.2. Identificar las principales diferencias entre el microscopio compuesto y el

estereoscópico.3. Hacer preparaciones simples de láminas para observación en el microscopio

compuesto.4. Familiarizarse con el uso de los instrumentos básicos de un laboratorio de botánica.5. Desarrollar habilidades para la preparación de láminas permanentes y

semipermanentes de material botánico.

EL MICROSCOPIO

Se llama microscopio al instrumento óptico utilizado para observar objetos que, a simple vista, no pueden detallarse por ser demasiado pequeños. La palabra deriva del griego “micro” (pequeño) y “scopio” (observar). El primer microscopio creado fue el óptico, que permite aumentar la visión por medio de un juego de lentes.

Hay dos tipos principales de microscopios:

1. El microscopio de luz- Estereoscopio o microscopio de disección- El microscopio compuesto2. El microscopio de electrones o electrónico

El microscopio de luz usa un rayo lumínico para iluminar los objetos que, así, son magnificados y enfocados por lentes de cristal. El estereoscopio se usa para observar objetos relativamente grandes (0,05-20 mm). El microscopio compuesto se utiliza para el estudio de objetos más pequeños o secciones muy finas (0,2-100 micrómetros 1mm = 1000 micrómetros). Para la observación de más detalles se usan tinciones o colorantes que resaltan partes de lo que se desea observar o bien se usan microscopios más especializados.

Entre los microscopios especializados que utilizan una fuente de luz se tienen:

1. El microscopio de campo oscuro2. El microscopio de contraste de fases3. El microscopio de fluorescencia

Los dos primeros se utilizan para observar organismos vivos o muertos que no pueden teñirse. El de fluorescencia usa la luz UV en lugar de luz visible, por lo que organismos o células

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con compuestos fluorescentes emiten una luz visible cuando son iluminados con la luz UV y, con ello, brillan sobre un campo oscuro.

Los microscopios electrónicos emplean un haz de electrones en lugar de luz y, en vez de lentes de cristal, usan imanes. Proveen un aumento de hasta 200 mil veces el tamaño del objeto por lo que se usan para el estudio de organismos o partículas muy pequeñas. Hay dos tipos de microscopio electrónico:

1. Microscopio electrónico de transmisión2. Microscopio electrónico de rastreo

Con el primero se observan imágenes planas de organelos y otros detalles intracelulares, mientras que con el segundo, se observan imágenes tridimensionales de la superficie de las estructuras.

La figura 1 muestra las escalas de objetos que se pueden observar con los distintos tipos de microscopios comparándolas con lo que se puede ver a simple vista.

Figura 1: rango visual de los microscopios

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Actividad práctica 1

Reglas:

- Mantener el microscopio en óptimas condiciones.- No arrastrar el microscopio por el mesón, alzarlo con ambas manos y colocarlo con

delicadeza.- Al guardar el microscopio, limpie los lentes y objetivos y enrolle el cable alrededor de

la base del instrumento.- No toque los lentes ni objetivos con la mano.

Materiales:

Microscopio

Láminas preparadas

Procedimiento:

1. Identifique cada una de las partes del microscopio y compare con el siguiente dibujo:

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2. Verifique que los objetivos y oculares estén limpios y ajuste la visión con una lámina de prueba hasta que se vea nítida la imagen.

3. De ser necesario, limpie lentes y objetivos con papel especial, nunca con los dedos. Las láminas también deben limpiarse.

4. Enchufe el microscopio y ajuste la intensidad de luz hasta que le sea cómoda.5. Escoja una lámina preparada y colóquela en la platina. Ajuste la visión y dibuje sus

observaciones.

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NOTA: siempre que coloque o remueva una lámina del microscopio, el objetivo colocado en posición vertical debe ser el de 4x o 10x. Así evitará rayar el objetivo o romper la lámina.


BIBLIOGRAFÍA

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Ed. Omega. Barcelona. Villeé C. (1996): Biología. Editorial McGraw Hill Interamericana, Impreso en México.

México.

Nota: a lo largo del módulo y de todos los demás módulos siempre hay fuentes de las cuales provienen las imágenes que ilustran el contenido, generalmente páginas web.

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Módulo i

Education

Transcript of Módulo i