1.1 ORGANIZACIÓN Y EVOLUCIÓN DEL UNIVERSO Fecha: 21/05/2914

TEORIAS DEL ORIGEN DEL UNIVERSO Desde tiempos inmemoriales, el génesis universal ha sido una gran espina para el Hombre y a lo largo de los años, una variedad de planteamientos se han formulado para encontrar una explicación posible.

Teoría del Big Bang La teoría del Big Bang es una de las más aceptadas hoy en día, ya que cumple la mayoría de los parámetros e hipótesis establecidos por científicos y religiosos. Esta teoría describe que se formo de una gran explosión hace 15.000 millones de años, donde la materia se concentraba en un punto decenas de miles de veces más pequeño que el núcleo de un átomo y como resultado dio origen al universo (apareciendo toda la materia y la energía el universo que conforman los varios planetas).

Esta teoría no tiene la autoría de un científico concreto, surgió en 1930, de las ecuaciones que generadas la por el astrónomo estadounidense Edwin Hubble con lo que dio a la ley de Hubble que demostraba que el universo se encuentra en expansión. Este fenómeno Albert Einstein, con la teoría de la relatividad general, lo había predicho anteriormente. Sin embargo, el propio Einstein no creyó en sus resultados, pues le parecía absurdo que el Universo se encontrara en infinita expansión, por lo que agregó a sus ecuaciones la famosa "constante cosmológica" (dicha constante resolvía el problema de la expansión infinita), a la cual posteriormente denominaría él mismo como el mayor error de su vida. En cuanto al término Big Bang lo inventó el mayor enemigo de la teoría en su

momento, Fred Hoyle, quien propuso su propia hipótesis alternativa (universo estacionario). Las pruebas que aportan a esta teoría son:

- La radiación cósmica de fondo.- Es una de las mayores pruebas de de ésta teoría, fue en 1990 gracias al satélite COBE se dio a conocer la existencia de radiación cósmica de fondo (también señalada como radiación de fondo de microondas o radiación cósmica de fondo -CMB según sus siglas en inglés) que predecía el modelo teórico y que en 1965 habían descubierto Arno Penzias y Robert Wilson, se dice que es el eco que proviene del inicio del universo, o sea, el eco que quedó

de la gran explosión que dio origen al universo. Tiene características de radiación de cuerpo negro a una temperatura de 2,725 K y su frecuencia pertenece al rango de las microondas con una frecuencia de 160,2 GHz, correspondiéndose con una longitud de onda de 1,9 mm.

- La proporción relativa de elementos primordiales.- Fue un alumno de doctorado, Ralph Alpher, y su tutor, el científico George Gamow, en 1948, propucieron una imagen de un universo caliente inicial, en el famoso «Artículo αβγ». El modelo se explicaba, la aparición de elementos ligeros, como el hidrógeno y el helio, como resultado de procesos entre electrones, protones y neutrones; además determinaba las proporciones de su abundancia en el universo inicial. No fue hasta 1965 cuando un investigador de la Universidad de Princeton, Jim Peebles, realizó un cálculo aproximado que concordó de manera satisfactoria con los valores experimentales, según los cuales el Sol y otras estrellas, en origen, habrían estado formados por hidrógeno, con un 20% o 30% de helio.

- La expansión del Universo.- Mencionada ya como ley de Hubble. Teoría del Universo estacionario Sir James Jeans, en la década de 1920, fue el primero en conjeturar una cosmología de estado estacionario basada en una hipotética creación continua de materia en el universo. La idea fue luego revisado en 1948 por Fred Hoyle, Thomas Gold, Hermann Bondi y otros. La teoría de Bondi y Gold se inspiró en la intriga circular de la película Dead of Night, que habían visto juntos y de las observaciones de Edwin Hubble que mostraban que el universo se estaba expandiendo desde un hipotético "campo C", es decir que la materia se está creando continuamente a partir del vacío, Es una teoría que se opone a la tesis de un universo evolucionario, ya que consideran que el universo es una entidad que no tiene principio, ni fin: no tiene principio porque no comenzó con una gran explosión, ni se colapsará en un futuro lejano, para volver a nacer, porque el universo siempre fue así . Tomo como prueba el principio cosmológico perfecto la variable tiempo donde dice que un observador situado en cualquier espacio o tiempo ve el mismo universo ya que sus propiedades son constantes sea donde sea este fue ya que el aspecto general del universo no sólo es idéntico en el espacio sino también en el tiempo.

Teoría del universo oscilante En cosmología conocido como la Gran Implosión (en inglés conocido como Big Crunch), es una hipótesis propuesta por Richard Tolman, según la cual, el universo sufre una serie infinita de oscilaciones, cada una de ellas iniciándose con un Big Bang (donde el universo tiene una densidad crítica superior a 3 átomos por metro cúbico) y terminando con un Big Crunch(relacionada con La teoría del universo estacionario). Después del Big Bang, el universo se expande por un tiempo antes de que la atracción gravitacional de la materia produzca un acercamiento hasta llegar a un colapso y sufrir seguidamente un Gran Rebote, es decir nuestro Universo sería el último de muchos surgidos en el pasado, luego de sucesivas explosiones y contracciones, siendo a una sucesión cíclica e infinita del mismo universo (que no necesariamente tienen que poseer las mismas condiciones). En 2010 el físico Roger Penrose aseguró encontrar en la radiación cósmica de fondo patrones circulares que indicarían un ciclo continuo de nacimiento y muerte del universo a lo largo de eones.

Teoría inflacionaria Propuesta en 1982 por el ruso Andrei Linde, descarta un Big Bang inicial para sustituirlo por muchos pequeños big bangs que estarían produciéndose continuamente, incluso en la actualidad, por todo el espacio. La materia de nuestro universo se estaría creando continuamente en los núcleos de las galaxias activas. Se trataría de agujeros de gusano, puntos extraordinariamente curvados del espacio tiempo que conectan agujeros negros(es una región finita del espacio de una concentración de masa que genera un campo gravitatorio del cual ninguna partícula material escapa) con agujeros blancos(a diferencia del agujero negro, deja escapar materia y energía en lugar de absorberla). Esta teoría requiere de la existencia del multiverso o multiuniverso con un intercambio continuo de materia y energía entre ellos. Lee Smolin, de la universidad de Siracusa, considera que todo el cosmos es un complejo sistema en el que nacen y mueren continuamente universos. La hipótesis inflacionaria resuelve algunos inconvenientes de la teoría del Big Bang, pero anula la necesidad de un impulso primigenio, ya que el universo inflacionario es eterno. Para Roger Penrose también requiere condiciones iniciales. "tan extremadamente específicas" que no resuelve el problema del inicio. Este modelo requiere la existencia de un campo físico aún desconocido, el inflatón. Teoría Evolucionista Emmanuel Kant en 1775, en su teoría supone la existencia de elementos primitivos que conformaban una nube

de polvo que llenaba el espacio con materiales sólidos libres en el espacio que se condensaron. Las partículas más densas atrajeron a las de menor densidad concentrándose en un punto de gran atracción, el sol. El proceso se repitió con otras partículas circundantes alrededor de éste se concentraron en núcleos menores que formaron los planetas quedando éstos en la distancia de atracción gravitacional del sol; de forma similar se formaron los satélites en las proximidades de los planetas. Teoría del Todo

Desde el misticismo se pensaba de ese universo paralelo llamado “dimensión astral” y ahora los científicos han tomado esta idea de “universos paralelos” en los que existen con infinidad de universos y posibilidades. La física intenta explicar siempre el universo de ello surgió la teoría de las cuerdas donde se pensaba en un universo armónico y estable, pero con las nuevas tirias surgidas, demuestran que el universo es de forma inaudita que la unidad de la materia está compuesta por cuerdas y cada una tiene tono. Teorías del origen de la tierra argumento religioso, filosófico y científico 1) Argumento religioso–: El creacionismo cristiano sostiene que la Tierra y todo ser vivo que habita en ella provienen de un acto de creación del Dios Padre. Los creacionistas cristianos señalan como pruebas irrefutables de una Creación: -El hecho de que todo esté perfectamente posicionado y que todo en la naturaleza funcione correctamente -Se alude al físico Isaac Newton, quien dijo: “No hay reloj sin relojero” -Las supuestas similitudes y exactitudes históricas de la Biblia 2) Argumento científico.- Según la teoría del Big Bang, el Universo se dice que el espacio se ha expandido desde entonces, por lo que los objetos astrofísicos se han alejado unos respecto de los otros. Ahora bien, con las partículas subatómicas que se desprendieron de la gran explosión, se formaron lo que hoy conocemos como “elementos químicos”, los cuales contribuyeron en la formación de los planetas del sistema solar –entre ellos la Tierra, el cual gracias a su abundante cantidad de bioelementos, permitió el origen de la vida–. Los teóricos del Big Bang indican como evidencias irrefutables del Big Bang: -La expansión del Universo que se expresa en la Ley de Hubble

-El fondo cósmico de microondas.

-La abundancia de elementos ligeros (nucleosíntesis primordial).

-El hecho de que la función de correlación de la morfología y la estructura a gran escala del Universo encaja con

la teoría del Big Bang.

3) Argumento filosófico–: Aristóteles señala que la forma está íntimamente unida a la materia, de modo que la

materia es “potencia” y la forma es “acto”; decía que la sustancia de las cosas era la unión de la materia y la

forma, mientras el movimiento es el paso de la potencia al acto.. Las implicaciones filosóficas de la metafísica de

Aristóteles son las siguientes:

-La realidad está perfectamente ordenada: Todo tiene su fin y todo está relacionado entre sí.

-La realidad es totalmente cognoscible a través de la razón humana con lo que se revelan los misterios se -Los

cielos son divinos e influyen en la Tierra, por la crítica y la sociedad.

-Perspectiva antropocéntrica, decir la de supremacía frente a lo demás.

-El fin de la vida humana es el conocimiento; es decir la todo ser humano tiene una finalidad ligada con la razón,

para alcanzar su objetivo.

El origen y la evolución del Universo, galaxias, sistema solar, planetas y sus satélites El hecho de que el universo esté en expansión se deriva de las observaciones del corrimiento al rojo realizadas en la década de 1920 y que se cuantifican por la ley de Hubble. Dichas observaciones son la predicción experimental del modelo de Friedmann-Robertson-Walker, que es una solución de las ecuaciones de campo de Einstein de la relatividad general, que predicen el inicio del universo mediante un big bang. El "corrimiento al rojo" es un fenómeno observado por los astrónomos, que muestra una relación directa entre la distancia de un objeto remoto (como una galaxia) y la velocidad con la que éste se aleja. Si esta expansión ha sido continua a lo largo de la vida del universo, entonces en el pasado estos objetos distantes que siguen alejándose tuvieron que estar una vez juntos. Esta idea da pie a la teoría del Big Bang; el modelo dominante en la cosmología actual. Durante la era más temprana del Big Bang, se cree que el universo era un caliente y denso plasma. Según avanzó la expansión, la temperatura decreció hasta el punto en que se pudieron formar los átomos. En aquella época, la energía de fondo se desacopló de la materia y fue libre de viajar a través del espacio. La energía remanente continuó enfriándose al expandirse el universo y hoy forma el fondo cósmico de microondas. Esta radiación de fondo es remarcablemente uniforme en todas direcciones, circunstancia que los cosmólogos han intentado explicar como reflejo de un periodo temprano de inflación cósmica después del Big Bang. El examen de las pequeñas variaciones en el fondo de radiación de microondas proporciona información sobre la naturaleza del universo, incluyendo la edad y composición. La edad del universo desde el Big Bang, de acuerdo a la información actual proporcionada por el WMAP de la NASA, se estima en unos 13.700 millones de años, con un margen de error de un 1% (137 millones de años). Otros métodos de estimación ofrecen diferentes rangos de edad, desde 11.000 millones a 20.000 millones. Sopa Primigenia Hasta hace poco, la primera centésima de segundo era más bien un misterio, impidiendo los científicos describir exactamente cómo era el universo. Los nuevos experimentos en el RHIC, en el Brookhaven National Laboratory, han proporcionado a los físicos una luz en esta cortina de alta energía, de tal manera que pueden observar directamente los tipos de comportamiento que pueden haber tomado lugar en ese instante, En estas energías, los quarks que componen los protones y los neutrones no estaban juntos, y una mezcla densa súper caliente de quarks y gluones, con algunos electrones, era

todo lo que podía existir en los microsegundos anteriores a que se enfriaran lo suficiente para formar el tipo de partículas de materia que observamos hoy en día. Protogalaxias Artículo principal: Protogalaxia Los rápidos avances acerca de lo que pasó después de la existencia de la materia aportan mucha información sobre la formación de las galaxias. Se cree que las primeras galaxias eran débiles "galaxias enanas" que emitían tanta radiación que separarían los átomos gaseosos de sus electrones. Este gas, a su vez, se estaba calentando y expandiendo, y tenía la posibilidad de obtener la masa necesaria para formar las grandes galaxias que conocemos hoy.9 10 Destino Final Artículo principal: Destino último del Universo El destino final del universo tiene diversos modelos que explican lo que sucederá en función de diversos parámetros y observaciones. A continuación se explican los modelos fundamentales más aceptados: Big Crunch o la Gran Implosión Es posible que el inmenso aro que rodeaba a las galaxias sea una forma de materia que resulta invisible desde la Tierra. Esta materia oscura tal vez constituya el 99% de todo lo que hay en el universo. Si el universo es suficientemente denso, es posible que la fuerza gravitatoria de toda esa materia pueda finalmente detener la expansión inicial, de tal manera que el universo volvería a contraerse, las galaxias empezarían a retroceder, y con el tiempo colisionarían entre sí. La temperatura se elevaría, y el universo se precipitaría hacia un destino catastrófico en el que quedaría reducido nuevamente a un punto. Algunos físicos han especulado que después se formaría otro universo, en cuyo caso se repetiría el proceso. A esta teoría se la conoce como la teoría del universo oscilante. Hoy en día esta hipótesis parece incorrecta, pues a la luz de los últimos datos experimentales, el Universo se está expandiendo cada vez más rápido. Big Rip o Gran Desgarramiento El Gran Desgarramiento o Teoría de la Eterna Expansión, llamado en inglés Big Rip, es una hipótesis cosmológica sobre el destino último del universo. Este posible destino final del universo depende de la cantidad de energía oscura existente en el Universo. Si el universo contiene suficiente energía oscura, podría acabar en un desgarramiento de toda la materia. Una modificación de esta teoría denominada Big Freeze, aunque poco aceptada, afirma que el universo continuaría su expansión sin provocar un Big Rip. Edad de la tierra Conociendo la edad de las rocas más antiguas podemos entonces estimar la edad en que la Tierra era ya un planeta con una corteza formada. De manera que la edad de nuestro planeta, a juzgar por las rocas más antiguas, es de al menos unos 4 000 millones de años, muchísimo más de lo que pensó lord Kelvin y, sin embargo, una edad finita y comprobable, algo que no soñaron ni Hutton ni Lyell. Esta cantidad representa un límite inferior de la edad de la Tierra; sin embargo una estimación más exacta nos es proporcionada por los isótopos del plomo Estructura de la Tierra La corteza del planeta Tierra está formada por placas que flotan sobre el manto, una capa de materiales calientes y pastosos que, a veces, salen por una grieta formando volcanes. La densidad y la presión aumentan hacia el centro de la Tierra. En el núcleo están los materiales más pesados, los metales. El calor los mantiene en estado líquido, con fuertes movimientos. El núcleo interno es sólido. Las fuerzas internas de la Tierra se notan en el exterior. Los movimientos rápidos originan terremotos. Los lentos forman plegamientos, como los que crearon las montañas. El rápido movimiento rotatorio y el núcleo metálico generan un campo magnético que, junto a la atmosfera, nos protege de las radiaciones nocivas del Sol y de las otras estrellas.

Capas de la Tierra Desde el exterior hacia el interior podemos dividir la Tierra en cinco partes:

1) Atmósfera: Es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. Tiene un grosor de más de 1.100 km, aunque la mitad de su masa se concentra en los 5,6 km más bajos.

2) Hidrosfera: Se compone principalmente de océanos, pero en sentido estricto comprende todas las superficies acuáticas del mundo, como mares interiores,

lagos, ríos y aguas subterráneas. La profundidad media de los océanos es de 3.794 m, más de cinco veces la altura media de los continentes.

3) Litosfera: Compuesta sobre todo por la corteza terrestre, se extiende hasta los 100 km de profundidad. Las rocas de la litosfera tienen una densidad media de 2,7 veces la del agua y se componen casi por completo de 11 elementos, que juntos forman el 99,5% de su masa.. Las rocas plásticas y parcialmente fundidas de la astenosfera, de 100 km de grosor,

permiten a los continentes trasladarse por la superficie terrestre y a los océanos abrirse y cerrarse.

4) Manto: Se extiende desde la base de la corteza hasta una profundidad de unos 2.900 km. Excepto en la zona conocida como astenosfera, es sólido y su densidad, que aumenta con la

profundidad, oscila de 3,3 a 6. El manto superior se compone de hierro y silicatos de magnesio como el olivino y el inferior de una mezcla de óxidos de magnesio, hierro y silicio.

5) Núcleo: Tiene una capa exterior de unos 2.225 km de grosor con una densidad relativa media de 10 Kg por metro cúbico. Esta capa es probablemente rígida, su superficie exterior tiene depresiones y picos. Por el contrario, el núcleo interior, cuyo radio es de unos 1.275 km, es sólido. Ambas capas del núcleo se componen de hierro con un pequeño porcentaje de níquel

y de otros elementos. Las temperaturas del núcleo interior pueden llegar a los 6.650 °C y su densidad media es de 13. Su presión (medida en GigaPascal, GPa) es millones de veces la presión en la superficie.

La energía Capacidad de realizar un trabajo o transferir calor

La materia Es cualquier entidad que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa, la cual dependiendo de la temperatura y presión se clasifica en 5 estados:

1) Solido: tiene forma definida, volumen fijo, compresión baja. 2) Liquido: no tiene forma definida, volumen fijo, compresión limitada. 3) Gaseoso: no tiene forma definida, volumen variable, compresión alta.

4) Plasma

5) Radian

Propiedades de la materia

- Extensión. El cuerpo ocupa un lugar en el espacio. Ejem: el agua ocupa un lugar en el mundo.

- Divisibilidad. División de la materia, en mas pequeña. Ejem: el romper un papel.

- Impermeabilidad. Un cuerpo no ocupa el mismo lugar. Ejem: dos personas no pueden sentarse en la misma silla.

PLASMA RADIAN

- Inercia. El cuerpo permanece en reposo hasta la acción de una fuerza externa. Ejem: soplar una hoja de papel en reposo.

- Masa. Cantidad de materia que contiene un cuerpo. Ejem: el cuerpo humano contiene materia.

- Peso. Fuerza de atracción de los cuerpos. Ejem: la atracción de imanes.

- Color, olor y sabor. Se los puede percibir con los sentidos. Color : vista, longitud de ondas del cuerpo. Olor: olfato, agradable o desagradable.

Sabor: lengua, dulce, salado, acido, amargo. Ejem: mirar una flor

- Forma cristalina. Un cuerpo que se rompe en cristales. Ejem: romper un vaso de vidrio

- Densidad. Las diferente pesas que tienen diferentes sustancias determinando el volumen de una sustancia. Ejem: el yogurt con diferentes sustancias. - Dureza. Es la resistencia de los cuerpos a ser rayados.

Ejem: un diamante es muy resistente. - Punto de fusión. Temperatura de un sólido a liquido .

Ejem: un hielo al ser derretido - Punto de ebullición. Temperatura de la presión del vapor igualada

presión del medio en el que se encuentra. Ejem: una olla de agua hirviendo.

- Ductibilidad. La acción de una fuerza, pueden deformarse sosteniblemente sin romperse. Ejem: doblar un alambre - Maleabilidad. Algunos materiales de pueden ser

descompuestos en láminas o extendidos. Ejem: La maleabilidad del oro permite obtener pan de oro.

- Solubilidad: Las sustancias pueden diluirse por interacción molecular. Ejem: numero de gramos de soluto para saturar disolvente

Energía: Leyes de la conservación y degradación de la energía La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma El calor es una forma degrada de energía

Teoría de la relatividad

La teoría de la relatividad incluye tanto a la teoría de la relatividad especial y como a la relatividad general, formuladas por Albert Einstein a principios del siglo XX, que pretendían resolver la incompatibilidad existente entre la mecánica newtoniana y elelectromagnetismo. La teoría de la relatividad especial, publicada en 1905, trata de la física del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacían compatibles las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulación de las leyes del movimiento. La teoría de la relatividad general, publicada en 1915, es una teoría de la gravedad que reemplaza a la gravedad newtoniana, aunque coincide numéricamente con ella para campos gravitatorios débiles y "pequeñas" velocidades. La teoría general se reduce a la teoría especial en ausencia de campos gravitatorios. No fue hasta el 7 de marzo de 2010 cuando fueron mostrados públicamente los manuscritos originales de Einstein por parte de la Academia, aunque la teoría se había publicado en 1905. El manuscrito contiene 46 páginas de textos y fórmulas matemáticas redactadas a mano, y fue donado por Einstein a la Universidad Hebrea de Jerusalén en 1925 con motivo de su inauguración.

1.2 ORIGEN Y EVOLUCION DE LA VIDA

Creacionismo

Se denomina creacionismo al conjunto de creencias, inspiradas en doctrinas religiosas, según las cuales la Tierra y cada ser vivo que existe actualmente proviene de un acto de creación por uno o varios seres divinos, cuyo acto de creación fue llevado a cabo de acuerdo con un propósito divino.1Por extensión a esa definición, el adjetivo «creacionista» se ha aplicado a cualquier opinión o doctrina filosófica oreligiosa que defienda una explicación del origen del mundo basada en uno o más actos de creación por un dios personal, como lo hacen, por ejemplo, las religiones del Libro. Por ello, igualmente se denomina creacionismo a los movimientos pseudocientíficos y religiosos que militan en contra del hecho evolutivo. El creacionismo se destaca principalmente por los «movimientos antievolucionistas», tales como el diseño inteligente, cuyos partidarios buscan obstaculizar o impedir la enseñanza de la evolución biológica( es decir estaba en contra de la teoría de la evolución) en las escuelas y universidades, arguyendo que existe un debate científico sobre la cuestión. Según estos movimientos creacionistas, los contenidos educativos sobre biología evolutiva han de sustituirse, o al menos contrarrestarse, con sus creencias y mitos religiosos o con la creación de los seres vivos por parte de un ser inteligente. En contraste con esta posición, la comunidad sostiene la conveniencia de diferenciar entre lo natural y lo sobrenatural, de forma que no se obstaculice el desarrollo de aquellos elementos que hacen al bienestar de los seres humanos.

Teoría de la generación espontánea

La 'teoría de la generación espontánea' (también conocida como 'arquebiosis o abigenecis') es una antigua teoría biológica que sostenía que ciertas formas de vida (animal y vegetal) surgen de manera espontánea a partir ya sea de materia orgánica, inorgánica o de una combinación de las mismas. Creencia profundamente arraigada desde la antigüedad ya que fue descrita por Aristóteles, luego sustentada y admitida por pensadores como Descartes, Bacon o Newton, comenzó a ser objetada en el Siglo XVII. Hoy en día la comunidad científica considera que esta teoría está plenamente refutada. Diversos experimentos se realizaron desde el año 1668 en virtud de encontrar respuestas hasta que Louis Pasteur demostró definitivamente a mediados del Siglo XIX que la teoría de la generación espontánea es una falacia, postulando la ley de la biogénesis, que establece que todo ser vivo proviene de otro ser vivo ya existente. La teoría de la generación espontánea se sustentaba en la observación superficial de procesos naturales como por ejemplo la putrefacción. Es así como se explicaba que de un trozo de carne descompuesta apareciesen larvas de mosca, gusanos del fango, organismos de los lugares húmedos y aún ratones. Generalmente se aplicaba a insectos, gusanos o seres pequeños. Pasteur & lazzaro spallanzani La teoría biogénesis

La biogénesis tiene dos significados. Por un lado es el proceso fundamental de los seres vivos que produce otros seres vivos. Ejemplo, una araña pone huevos, lo cual produce más arañas. Un segundo significado fue dado por el sacerdote Jesuita, científico y filósofo francés Pierre Teilhard de Chardin para significar de por sí el origen de la vida. Los resultados empíricos de Pasteur (y otros) se resumen en la frase, Omne vivum ex vivo (o Omne vivum ex ovo, en latín "Toda vida es de vida"). También conocida como la "ley de la biogénesis". Demostraron que la vida no se origina espontáneamente de cosas no-vivas presentes en el medio. El científico J. T. Needham (1713-1781) propuso que las moléculas inertes podían reagrupase para dar lugar a la aparición de microorganismos. Para poner a prueba esta idea Lázzaro Spallanzani (1729-1799) realizó una serie de experimentos que demostraron que la presencia de microorganismos puede evitarse si los medios en donde proliferan son previamente hervidos y se mantienen cerrados herméticamente. Finalmente, Louis Pasteur (1822-1895), alrededor de 1860, demostró que en el aire hay gran cantidad de microorganismos que son los responsables de la descomposición de la materia orgánica. La teoría exogenesis, cosmosoica y panspermia

La panspermia es una teoría que propone que la vida puede tener su origen en cualquier parte del universo, y no proceder directa o exclusivamente de la Tierra; y que probablemente la vida en la Tierra proviene del exterior y posiblemente se habría formado por su llegada en meteoritos, donde los primeros seres vivos llegaron desde el espacio hacia la Tierra.1 2 Estas ideas tienen su origen en algunas de las consideraciones del filósofo griego Anaxágoras. Es así que al referirse a la hipótesis de la Panspermia ésta solo hace referencia de la llegada a la Tierra de formas de vida microscópicasdesde el espacio exterior; y no hace referencia directa a la llegada a la Tierra desde el espacio de moleculas orgánicas precursoras de la vida, o de explicar como ocurrió el proceso de formación de la posible vida panspérmica proveniente fuera de nuestro planeta.

Evolucionismo y pruebas de la evolución La evolución biológica es el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra En 1859 de la teoría de la evolución de Darwin y de la teoría de los caracteres adquiridos de Lamarck en 1809, se explicaba el origen de todas las especies de seres vivos mediante el FIJISMO, una variante el catastrofismo y el creacionismo.

1. Pruebas paleontológicas Demuestra la existencia de un proceso de cambio, mediante la presencia de restos fósiles de flora y fauna extinguida y su distribución en los estratos. Numerosas formas indican puentes entre dos grupos de seres, como es una forma intermedia entre reptil y ave presentada por el Archaeopteryx, verdadero ejemplo de la evolución desde los pequeños dinosaurios del Mesozoico y las aves actuales. Otro ejemplo es la evolución de los caballos para adaptarse a las grandes praderas abiertas por las que corrían, donde se puede demostrar bien la existencia de una serie filogenética 2. Pruebas de anatomía comparada Tras estudios de anatomía comparada entre diferentes seres vivos se encuentran similitudes entre ellos desde un punto des vista estructural y morfológico 3. Pruebas embriológica En todas las especies se encuentran características ancestrales similares en el desarrollo embrionario, y que desaparecen durante dicho proceso. Por este hecho, Ernst Haeckel enunció en 1866 la teoría de la recapitulación que se resume en: la ontogenia es una recapitulación de la filogenia, es decir, la ontogénesis o desarrollo individual, es un compendio de la filogénesis o desarrollo histórico de la especie. 4. Pruebas de adaptación Su mecanismo es similar al de la adaptación, confundiéndose los animales con el entorno 5. Prueba de distribución geográfica El hecho de que no exista una presencia uniforme de especies en todo el planeta, es una prueba de que las barreras geográficas o los mecanismos de locomoción o dispersión han impedido su distribución, a pesar de que existen hábitat apropiados para su desarrollo, como es el caso de Australia, donde los zorros y conejos han sido introducidos artificialmente. 6. Prueba domestica Ha proporcionado un campo de experimentación

La Teoría De Oparin – Haldane La teoría de Oparin- Haldane se basa en las condiciones físicas y químicas que existieron en la Tierra primitiva y que permitieron el desarrollo de la vida. De acuerdo con esta teoría, en la Tierra primitiva existieron determinadas condiciones de temperatura, así como radiaciones del Sol que afectaron las sustancias que existían entonces en los mares primitivos. Propusieron, cada uno por su cuenta, un escenario en el que las primeras moléculas orgánicas útiles para la vida se crearon en la superficie de la Tierra a partir de compuestos de carbono y nitrógeno relativamente simples. De acuerdo con el modelo de Oparin y Haldane, estos compuestos orgánicos adquirieron cada vez mayor complejidad, y eventualmente evolucionaron para dar origen a los primeros organismos unicelulares, en los mares primitivos de la Tierra.

Años más tarde, las ideas de estos dos investigadores inspiraron a S. L. Miller y H. C. Urey de la Universidad de Chicago, a realizar un experimento en el que simulaban las condiciones primitivas de la Tierra en una botella de vidrio. Miller y Urey depositaron en la botella diversos compuestos simples como amoniaco, hidrógeno, agua y algunos otros, e irradiaron la mezcla con luz ultravioleta y rayos X, los cuales se suponía que existían en la superficie de la Tierra primitiva debido a la ausencia de oxígeno en la atmósfera. El resultado de este experimento fue sorprendente, ya que después de un tiempo se obtuvieron moléculas orgánicas complicadas, como algunos aminoácidos y bases nitrogenadas que son

fundamentales para los organismos vivos. De esta manera, Miller y Urey mostraron que era perfectamente posible obtener moléculas orgánicas complejas a partir de compuestos químicos sencillos con relativa facilidad, lo cual representó una especie de confirmación de las ideas de Oparin y Haldane. CONDICIONES QUE PERMITIERON LA VIDA Hace aproximadamente 5 000 millones de años se formo la Tierra, junto con el resto del sistema solar. Los materiales de polvo y gas cósmico que rodeaban al Sol fueron fusionándose y solidificándose para formar todos los planetas. Cuando la Tierra se condenso, su superficie estaba expuesta a los rayos solares, al choque de meteoritos y a la radiación de elementos como el torio y el uranio. Estos procesos provocaron que la temperatura fuera muy elevada. La atmósfera primitiva contenía vapor de agua (H2O), metano (CH4), amoniaco (NH3), ácido cianhídrico (HCN) y otros compuestos, los cuales estaban sometidos al calor desprendido de los volcanes y a la radiación ultravioleta proveniente del sol. Otra característica de esta atmósfera es que carecía de oxigeno libre necesario para la respiración. Como en ese tiempo tampoco existía la capa formada por ozono, que se encuentra en las partes superiores de la atmósfera y que sirven para filtrar el paso de las radiaciones ultravioletas del sol, estas podían llegar en forma directa a la superficie de la Tierra. También había gran cantidad de rayos cósmicos provenientes del espacio exterior, así como actividad eléctrica y radiactiva, que eran grandes fuentes de energía.

Con el enfriamiento paulatino de la Tierra, el vapor de agua se condenso y se precipito sobre el planeta en forma de lluvias torrenciales, que al acumularse dieron origen al océano primitivo, cuyas características definieran al actual. La Teoría De La Evolución Prebiótica Hace referencia a la formación de la VIDA a partir de sustancias INORGÁNICAS, en donde OPARÍN habla de una SOPA PRIMIGENIA. El bioquímico ruso Alexander Oparin propuso por primero ves al teoría de la evolución prebiótica. Según esta teoría, los elementos primordiales de la tierra eran inicialmente simples e inorgánicos, como el agua, metano, amoniaco y el hidrogeno; los cuales provenían de las numerosas erupciones volcánicas. La radiación ultravioleta solar, las descargas eléctricas de las constaten tormentas y, posiblemente, los impactos de meteoritos, aportaron una gran cantidad de energía que provoco que estas moléculas inorgánicas sencillas se

asociaran en moléculas orgánicas simples, como los aminoácidos, los azucares y los ácidos grasos. Según Oparin, estas moléculas orgánicas simples se acumularon en los océanos o en las charcas aisladas, protegidas de la excesiva radiación ultravioleta, conformando así lo que se llamo el caldo primordial. Allí, interactuaron entre ellas para diversificarse y evolucionar en forma de proteínas, ácidos nucleídos y lípidos. A su vez, los ácidos nucleídos, las proteínas y los lípidos interactuaron para originar células vivas. La vida seria pues, el resultado de la evolución de la materia desde inorgánica, a orgánica simples; luego, a orgánica mas compleja y, finalmente a un ser

vivo, que sería el resultado más complejo de la materia. Para que esto fuera posible, la atmosfera debía ser reductora, es decir, carecer de oxigeno libre, ya que el oxigeno habría destruido las primeras moléculas orgánicas. Además, la temperatura en la Tierra debía descender lo suficiente para permitir la presencia de agua líquida. Origen del oxígeno en la Tierra

Se supone que el oxígeno de la atmósfera tiene origen fotosintético. En la atmósfera primitiva no había oxígeno, y las primeras fotos sintetizadoras lo generaron. Pero, no existen organismos foto sintetizadores (con fotosíntesis oxigénica) anaerobios, ya que tanto las plantas y algas como las cianobacterias respiran con oxígeno. Entonces, ¿qué tipo de organismo se supone que era el que empezó a foto sintetizar, pero no disponía de oxígeno para respirar? No es seguro que existiera organismos fotosintéticos anaerobios. Se cree que en un comienzo, la fotosíntesis se realizaba usando el H2S (ácido sulfhídrico) como dador de electrones, siendo el producto de desecho el azufre elemental presente en la Tierra. Con el tiempo, apareció la fotosíntesis tal y como la conocemos, en que la molécula dadora de electrones para el proceso fotosintético es el agua, H2O. Pero este organismo fotosintético que usa el agua como fuente de electrones es aún anaerobio, es decir, no utiliza el oxigeno, luego no hace respiración celular. Estos nuevos organismos pueden ahora moverse más libremente ya que no necesitan de suelos ricos en moléculas inorgánicas para obtener su energía. Estos organismos antes descritos, anaerobios, fotosintéticos, que rompen H2O empezaron a transformar la atmósfera, a saturarla de ese oxigeno que eliminan como desecho. Fue entonces que apareció un organismo que revolucionó y cambio para siempre la vida en la Tierra: la bacteria mitocondrial. Un organismo que, dado que ahora había más concentración de oxigeno, fue capaz de utilizar este oxigeno para degradar los productos de alta energía que antes quedaban solo a medio consumir por la vía anaerobia. Nutrición de los primeros organismos Los primero organismos contrario de lo que se cree, eran heterótrofos se alimentaban de los materiales que se encontraban en el medio (caldo primitivo), que eran moléculas prebióticas originadas de la unión de elementos de la que nos hablaba Oparin en su teoría del origen de la vida, estos primeros organismos eran pseudo-virus muy primitivos que no tenia funciones complejas y no hacían nada más que recoger alimento del medio y reproducirse, debido a que la energía que podían lograr de las reacciones, que se llevaban a cabo con las moléculas prebióticas primitivas era escaza , solo les permitía seguir alimentándose y reproducirse, por eso los primero organismos tardaron miles de años en evolucionar, debido a estas pequeñas cantidades de energía poco útiles, pero después de un tiempo el alimento prebiótico empezó a escasear

debido a que estos organismo evolucionaron, por medio de errores. Estos errores fueron haciendo diferentes a las células hijas de las células madres y no solo eso, también eran diferentes al resto de células , la naturaleza muy sabia solía eliminar esta células, pero en algunos casos estas células eran beneficiadas con esto errores lo que les permitía tener una ventaja sobre otras células y reproducirse con mayor facilidad, es decir estos errores le permitían a estos replicantes hijos, reproducirse más rápido o con menor energía o tener más replicas, lo que hacía que en un corto periodo de tiempo este nuevo replicante se convirtiera en el dominante en el medio y según la selección natural, al tenor mayor capacidad de supervivencia el más apto, por ende el que tenia la opción de sobrevivir sobre el resto de células . Fotosíntesis y reproducción primigenia Los factores que inciden o intervienen en el proceso fotosintético son seis: 1) La luz 2) La temperatura 3) Pigmentos fotosintéticos 4) Dióxido de carbono 5) Agua 6) Minerales Fase luminosa

La fase luminosa, fase clara, fase fotoquímica o reacción de Hill es la primera etapa o fase de la fotosíntesis, que depende directamente de la luz o energía lumínica para poder obtener energía química en forma de ATP y NADPH, a partir de la disociación de moléculas de agua, formando oxígeno e hidrógeno.1 La energía creada en esta fase, será utilizada durante la fase oscura, para de esta forma continuar con la fotosíntesis. Este proceso se realiza en la cadena transportadora de e- del cloroplasto, en los complejos clorofila-proteína que se agrupan en unidades llamadas foto sistemas que están en los tilacoides (membranas internas) de los cloroplastos. Fase oscura

La fase oscura de la fotosíntesis, es un conjunto de reacciones independientes de la luz (mal llamadas reacciones oscuras aunque pueden ocurrir tanto de día como de noche, mas se llaman así por la marginar fotogénica ya que se desarrolla dentro de las células de las hojas y no en la superficie celular de las mismas) que convierten el dióxido de carbono, el oxígeno y el Hidrógeno en glucosa estas reacciones. A diferencia de las reacciones lumínicas (fase luminosa o fase clara), no requieren la luz para producirse (de ahí el nombre de reacciones oscuras). Estas reacciones toman los productos generados de la fase luminosa (principalmente el ATP y NADPH) y realizan más procesos químicos sobre ellos. Las reacciones oscuras son dos: la fijación del carbonoy el ciclo de Calvin.

Reproducción primigenia

1.3. LA BIOLOGIA COMO CIENCIA

Historia de la biología La biología es una ciencia muy antigua, puesto que el hombre siempre ha deseado saber más acerca de lo que tenemos y de todo ser vivo que nos rodea, por razones didácticas estamos dividiendo en etapas: Etapa Milenaria En la China antigua, entre el IV y III milenio a.C y a se cultivaba el gusano productor de la seda China también ya tenían tratados de medicina naturista y de acumputura. La antigua civilización Indu, curaba sus pacientes basados en el pensamiento racional, en la fuerza de la mente.

La cultura milenaria Egipcia, desarrollaron la agricultura basado en la mejora de la semilla y de la producción, además conocían la Anatomía humana y las técnica de embalsamamiento de cadáveres. En el III Milenio a.C los

egipcios ya tenían jardines botánicos y zoológicos para el deleite de sus reyes y sus princesas

. Etapa Helénica Los pueblos de la Grecia antigua por su ubicación geográfica tenían mucha relación con el cercano y medio oriente a demás con Egipto y la Costa Mediterránea de Europa. En el siglo IV a.C

JURAMENTO HIPOCRÁTICO.

(Versión original) Versión latina de Hipócrates. Opera Omnia. Edic. de Radicius. Venecia, 1736. Tomo I. Se transcribe literalmente de: Escardó, F. “El Alma del Médico”, pp 61-63. Editorial Alessandri. Córdoba, Argentina, 1954.

“Juro por Apolo médico, por Esculapio, Higia y Panacea y pongo por testigos a todos los dioses y a todas las diosas, cumplir según mis posibilidades y razón el

siguiente Juramento:

Estimaré como a mis padres a aquel que me enseñó este arte, haré vida común con él y si es necesario partiré con él mis bienes; consideraré a sus hijos como

hermanos míos y les enseñaré este arte sin retribución ni promesa escrita, si necesitan aprenderlo. Comunicaré los principios , lecciones y todo lo demás de la

enseñanza a mis hijos, a los del maestro que me ha instruido, a los discípulos regularmente inscriptos y jurados según los reglamentos, pero a nadie más.

Aplicaré los regímenes en bien de los enfermos según mi saber y entender y nunca para mal de nadie. No daré a nadie, por complacencia, un remedio mortal o un

consejo que lo induzca a su pérdida. Tampoco daré a una mujer un pesario que pueda dañar la vida del feto. Conservaré puros mi vida y mi arte. No extraeré

cálculo manifiesto, dejaré esta operación a quienes saben practicar la cirugía.

En cualquier casa en que penetre, lo haré para el bien de los enfermos, evitando todo daño voluntario y toda corrupción, absteniéndome del placer del amor con

las mujeres y los hombres, los libres y los esclavos. Todo lo que viere u oyere en el ejercicio de la profesión y en el comercio de la vida común y que no deba

divulgarse lo conservaré como secreto.

Si cumplo íntegramente con este Juramento, que pueda gozar dichosamente de mi vida y mi arte y disfrutar de perenne gloria en tre los hombres. Si lo quebranto,

que me suceda lo contrario.”

Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua. Alcneón de Crotona (S. VI a.C) fundó la primera Escuela de Medicina siendo su figura más relevante Hipócrates (S. V a.C), quien escribió varios tratados de Medicina y de Bioética que se hace mención con el “Juramento Hipocrático.” Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua. Alcneón de Crotona (S. VI a.C) fundó la primera Escuela de Medicina siendo su figura más relevante Hipócrates (S. V a.C), quien escribió varios tratados de Medicina y de Bioética que se hace mención con el “Juramento Hipocrático.”

Anaximandro (610 – 546 a.C) Hipócrates ( 460 - a.C) La investigación formal se inicia con Aristóteles (384-322 a.C.), quién estudió algunos sistemas anatómicos y clasificó a las plantas y animales que abundaban en aquellos tiempos, quién escribió su libro Historia de los Animales. Se escribieron mucho, en Alejandría, ciudad Egipcia que floreció entre los años 300 y 30 a.C., encontraron los romanos abundantes escritos de partes y estructuras anatómicas realizadas con disecciones de cadáveres, sin

duda fue una investigación seria. Lamentablemente los romanos una vez establecidos en Alejandría mediante “Decretos” prohibieron toda investigación directa utilizando el cuerpo humano.

Aristóteles (384 – 322 a.C) Galeno (131 – 200 d.C)

Los atenienses tenían en esos tiempos las mejores escuelas, uno de sus hijos Galeno (131 – 200 d.C.) fue el primer fisiólogo experimental, sus descripciones perduraron más de 1300 años, por su puesto se le encontró muchos errores posteriormente. Etapa Moderna Con la creación de las Universidades en España, Italia, Francia a partir del siglo XIV, los nuevos estudiantes de medicina se vieron obligados a realizar disecciones de cadáveres, se fundaron los Anfiteatros en las Facultades de Medicina, de donde surgieron destacados anatomistas y fisiólogos: Leonardo de Vinci (1452–1519), Vesalio (1514–156 Vesalio y sus dibujos Servet (1511–1553), Fallopio (1523–1562) Fabricius (1537–1619), Harvey (1578– 1657).Con el invento del microscopio a principios del siglo XVII, se pudieron estudiar células y tejidos de plantas y animales, así como también los

microbios, destacan: Robert Hooke (1635 - 1703), quien observó y grafico las cédulas (1665), Malpighi (1628 – 1694), Graaf (1641 – 1673), Leeuwenhoek (1632 – 1723). Así mismo destacan Swammerdan (1637 – 1680) realizó observaciones microscópicas de estructuras de animales, Grew (1641 – 1712) estudió las estructuras de las plantas. El naturalista sueco Carlos Linneo (1707 - 1778)proporcionó las técnicas de clasificación de plantas y animales, llamo el sistema binomial escrito en latín clasico. También tenemos al biólogo francés Georges Cuvier (1769 - 1832), quien se dedicó a la Taxonomia y paleontología. El naturalista francés Juan

Bautista Lamarck (1744 - 1829), en su obra Hidrogeología (1802) y G.R Treviranus(1776 - 1837) en su obra Biologie Oder Philophie der leveden Natur (1802) introdujeron independientemente la palabra Biología.

Juan Bautista Lamarck G.R Treviranus El escocés botánico Robert Broun (1773 - 1858), identificó al núcleo celular en 1831y también el movimiento browniano. El zoologo alemán Theodor Schuwann (1810 - 1882), y el botanico aleman Mattias Schleiden (1804 - 1881) enunciaron la teoria celular. El médico alemán Rudolf Virchow (1821 - 1902) publicó su libro Célular Patholog (1858), donde propuso que toda celula viene de otra celula (ovnis cellula e cellula). Decubrió la enfermedad del cáncer.

En 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las Especies, donde defendía la teoría de la evolución 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las Especies, donde defendía la teoría de la Evolución. En el año 1865 el monje y naturalista austiaco Gregor Mendel (1882 - 1884) describió las leyes que rigen la herencia biológica. En 1879 el citogenético alemán Walter Fleming (1843 - 1905) identificó los comosomas y descubrió las fases de la mitosis celular. Etapa de la Biotecnología Actualmente a principios del siglo XXI, la Biología está desempeñando un papel fundamental en la vida moderna. Después del descubrimiento de la estructura del ADN por Watson y Crick en 1953 ha surgido la Biología molecular, Biotecnología e Ingeniería Genética. En el año 1985 se inició el Proyecto Genoma Humano con el objetivo de responder:

¿Cuáles son cada uno de los 40 mil genes de la especie humana? ¿A dónde se encuentra cada uno de los 40 mil genes? ¿Qué rol cumplen cada uno de los 40 mil genes? Los científicos han encontrado que el 99,99% de los genes son idénticos para todos los seres humanos, la variación de una persona y otra es de solo 0,01%. Es por esa razón para que en la prueba biológica del ADN, es positivo cuando la relación entre los dos individuos pasa del 99,99%. El 98% de los genes del Chimpancé, por ejemplo son idénticos a los seres humanos, pero nadie duda que un mono y una persona son diferentes. Así mismo el 30% de los genes de las ratas son idénticos a los genes humanos. Es tiempo que incluyan los legisladores nuevas normas en el Código Civil acerca de:

La fecundación en laboratorio o In vitro. La inseminación artificial humana homóloga y heteróloga La fecundación e inseminación post morten. El alquiler de vientre uterino. El congelamiento de espermatozoides, óvulos y embriones. La determinación de la maternidad y de la paternidad en los casos de fecundación asistida. La clonación humana y si el clon es descendiente o copia. Los abortos. Los trasplantes de órganos y donación en vida.

LA PENICILINA

La penicilina fue descubierta por Alexander Fleming en 1928 cuando estaba estudiando un hongo microscópico del género Penicillium. Observó que al crecer las colonias de esta levadura inhibía el crecimiento de bacterias como el Staphylococcus aureus, debido a la producción de una sustancia por parte del Penicillium, al que llamó Penicilina.

De las varias penicilinas producidas de modo natural es la bencilpenicilina o penicilina G, la única que se usa clínicamente. A ella se asociaron la procaína y la benzatina para prolongar su presencia en el organismo, obteniéndose las respectivas suspensiones de penicilina G procaína y penicilina G benzatina, que sólo se pueden administrar por vía intramuscular. Más tarde se modificó la molécula de la Penicilina G, para elaborar penicilinas sintéticas como la penicilina V que se pueden administrar por vía oral al resistir la hidrólisis ácida del estómago. Actualmente existen múltiples derivados sintéticos de la penicilina como la cloxacilina y sobre todo la amoxicilina que se administran por vía oral y de las que existe un abuso de su consumo por la sociedad general, sobre todo en España, como autotratamiento de infecciones leves víricas que no precisan tratamiento antibiótico. Esta situación ha provocado el alto porcentaje de resistencias bacterianas y la ineficacia de los betalactámicos en algunas infecciones graves.

Entre los más destacados biólogos se encuentran El filósofo griego Aristóteles. Fue el más grande naturalista de la Antigüedad,

estudió y describió más de 500 especies animales; estableció la primera clasificación de los organismos que no fue superada hasta el siglo XVIII por Carl Linné.

Carl Linné estableció una clasificación de las especies conocidas hasta entonces,

basándose en el concepto de especie como un grupo de individuos semejantes. Agrupó a las especies en géneros, a éstos en órdenes y, finalmente, en clases. Estrechamente vinculado con el aspecto taxonómico, Linneo propuso el manejo de la nomenclatura binominal, que consiste en asignar a cada organismo dos palabras en latín, un sustantivo para el género y un adjetivo para la especie, lo que forma el nombre científico que debe subrayarse o destacarse con otro tipo de letra en un texto. El nombre científico sirve

para evitar confusiones en la identificación y registro de los organismos. Otro científico que hizo una gran contribución a la biología fue Charles

Darwin, autor del libro denominado El Origen de las Especies. En él expuso sus ideas sobre la evolución de las especies por medio de la selección natural. Esta teoría originó, junto con la teoría

celular y la de la herencia biológica, la integración de la base científica de la biología actual.

La herencia biológica fue estudiada por Gregor Mendel, quien hizo una serie de experimentos para estudiar cómo se heredan las características de padres a hijos, con lo que sentó las bases de la Genética. Uno de sus aciertos fue elegir chícharos para realizar sus experimentos, estos organismos son de fácil manejo: ocupan poco espacio, se reproducen con rapidez, muestran características fáciles de identificar entre los padres e hijos y no son producto de una combinación previa.

Por otra parte, Louis Pasteur demostró la falsedad de la hipótesis de la generación espontánea al comprobar que un ser vivo procede de otro. El suponía que la presencia de los microorganismos en el aire ocasionaba la descomposición de algunos alimentos y que usando calor sería posible exterminarlos, este método recibe actualmente el nombre de pasterización o pasteurización. Pasteur asentó las bases de la bacteriología, investigó acerca de la enfermedad del gusano de seda; el cólera de las gallinas y desarrolló exitosamente la vacuna del ántrax para el ganado y la vacuna antirrábica.

Alexander Ivánovich Oparin, en su libro El origen de la vida sobre la Tierra (1936) dio

una explicación de cómo pudo la materia inorgánica transformarse en orgánica y cómo esta última originó la materia viva.

James Watson y Francis Crack elaboraron un modelo de la estructura del ácido desoxirribonucleico,

molécula que controla todos los procesos celulares tales como la alimentación, la reproducción y la transmisión de caracteres de padres a hijos. La molécula de DNA consiste en dos bandas enrolladas en forma de doble hélice, esto es, parecida a una escalera enrollada.

Entre los investigadores que observaron el comportamiento animal destaca Honrad Lorenz quien

estudió un tipo especial de aprendizaje conocido como impresión o impronta. Para verificar si la conducta de las aves de seguir a su madre es aprendida o innata, Lorenz graznó y caminó frente a unos patitos recién nacidos, mismos que lo persiguieron, aun cuando les brindó la oportunidad de seguir a su madre o a otras aves. Con esto Lorenz demostró que la conducta de seguir a su madre no es innata sino aprendida.

1.3 LA BIOLOGIA COMO CIENCIA FECHA: 02/05/2014.

CLASIFICACIÓN DE LA BIOLOGÍA EN SUS RAMAS.

Biología

ZOOLOGÍA

BOTANICA

MICROBILOGIA

MICOLOGÍA

Botánica.

Microbiología

Micología

BIOQUIMICA

CITOLOGÍA

HISTOLOGÍA

ANATOMÍA

FISIOLOGÍA

TAXONOMÍA

BIOGEOGRAFÍA

PALEONTOLOGÌA

FILOGENÍE

GENÉTICA

Citología.

Histología.

Anatomía.

Fisiología.

MEDICINA

FARMACIA

AGRONOMÍA

Microbiología

Micología

Especial: -Entomología (insectos) -Helmintología (gusanos) -Ictiología (peces) -Herpetología (anfibios y reptiles) Zoología:

-Ornitología (aves)

-Mastozoología (mamíferos)

-Antropología (humanos)

-Ficología (algas) -Briología (musgos) Botánica -Pterieología (helechos) -Fanerógamica (plantas con semillas) -Virología (virus) -Bacteriología (bacterias) -Hongos Microbiología Micología -Protistas (protozoarios)

General: Bioquímica.- química de la vida Citología.- células Histología.- tejidos Anatomía.- órganos Fisiología.- funciones Taxonomía.- clasificación Biogeografía.- distribución geográfica Paleontología.- fósiles Filogenia.- desarrollo de las especies Genética.- herencia

Aplicada: Medicina.- aplicación de medicamentos Farmacia.- elaboración de fármacos Agronomía.- mejoramiento de agricultura La biología y su relación con otras ciencias

Ecología: La ecología es la ciencia que estudia a los seres vivos, su ambiente, la distribución, abundancia y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre

los organismos y su ambiente. Embriología: La embriología, o mejor dicho en términos modernos, biología del desarrollo, es la rama de la biología que se encarga de estudiar la morfogénesis, el desarrollo embrionario y nervioso Evolución: La evolución biológica es el conjunto de transformaciones o

cambios a través del tiempo que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un antepasado común.

Paleontología: La Paleontología es la ciencia natural que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles.

Inmunologia: La inmunología es una rama amplia de la biología y de las ciencias biomédicas que se ocupa del estudio del sistema inmunitario, entendiendo como tal al conjunto de órganos,tejidos y células que, en los vertebrados, tienen como función reconocer elementos o ajenos dando una respuesta Reinos de los seres vivos

Reino Mónera Protista Hongos Plantas Animales

Número de células

Unicelular Unicelular Pluricelular

Unicelular Pluricelular

Pluricelular Pluricelular

Tipo de células Procariota Eucariota Eucariota Eucariota Eucariota Nutrición Autótrofo

Heterótrofo Autótrofo Heterótrofo

Heterótrofo Autótrofo

Heterótrofo

Organismos Bacterias, cianobacterias

Algas, protozoos(ameba ,paramecio)

Setas, levaduras y mohos

Musgos, helechos, plantas con flores y sin flores

Esponjas, gusanos, peces, anfibios, reptiles, mamíferos

Método científico: Procesos del pensamiento sistemático de inducción y deducción El conocimiento científico se lo realiza basándose en hipótesis, leyes y teorías, para comprender cuál fue su origen, desarrollo, y la causa desarrollada de los fenómenos ocurridos. Según Mario Bunge 1993 es el método de la aplicación al inicio o desarrollo de una investigación, con el fin de resolver los problemas que se aplican en la investigación. CARACTERISTICAS

- Objetividad.- las conclusiones deben tener validez en cualquier área aplicada. - Racionalidad.- debe ser entendible y claro al a observador o lector. - Sistematicidad.- debe contener una relación en los elementos dichos. - Universalizada.- el contenido será traducido a todos los idiomas.

La inducción: es el pensamiento de los hechos particulares hacia afirmaciones de carácter general. La deducción: es el método que va de afirmaciones de carácter general a hechos particulares provenientes de la deducción, este método fue utilizado por Aristóteles.

Nomenclatura de las unidades biológicas Con el fin de lograr la mayor precisión posible y tener un sistema aceptable internacionalmente es costumbre usar términos latinos o griegos para designar especies y descubrimientos recientes. Las unidades más aceptadas son: La micra que es la milésima parte del milímetro y el Angstrom que sería 1 mm = 100000000 A esto en cuanto a unidades de longitud, en cuanto a unidades de peso el microgramo con la equivalencia de 1 gr = 1000000 mcr, el nano gramo 1 gr = 1000000000 y pico gramo 1 gr = 1000000000000 y el Dalton, donde un Dalton es la peso del átomo de hidrógeno, ( una molécula de agua serían 18 Dalton ). Especie Es un grupo de seres vivos que son físicamente similares y que pueden reproducirse entre si y produciendo hijos fértiles.

1.4. EL MEDIO AMBIENTE Y SU RELACIÓN CON LOS SERES VIVOS

Taxonomía La taxonomía es la ciencia de la clasificación, se emplea el término para designar a la taxonomía biológica, la ciencia de ordenar la diversidad biológica en taxones anidados unos dentro de otros, ordenados de forma jerárquica, formando un sistema de clasificación. Nomenclatura y taxonomía del Gato

Reino Animalia

Subreino Eumatozooa

Phylum Chordata

Subphylum Vertebrata

Clase Mammalia

Orden Carnívoro

Familia Felidae

Genero F. Silvetris

Especie F. Silvetris

Nomenclatura y taxonomía de la Tortuga

Nomenclatura y taxonomía del Perro

Nomenclatura y taxonomía del Zapallo

Nomenclatura y taxonomía de la Naranja

Reino Animalia

Subreino Eumatozooa

Phylum Chordata

Subphylum Vertebrata

Clase Reptilia

Orden Testudines

Familia Dermachyidae

Genero Dermokelis

Especie D. Corlocea

Reino Animalia

Subreino Eumatozooa

Phylum Chordata

Subphylum Vertebrata

Clase Mammalia

Orden Carnívoro

Familia Cnidae

Genero Kanis

Especie C. Lupus

Reino Plantae

Subreino Tracheobionta

Clase Magnoliopsida

Orden Cucurbitales

Familia Cucurbita ceace

Genero C. Maxima

Reino Plantae

Subreino Eumatozooa

Phylum Mollusca

Clase Magnoliopsida

Orden Sapindales

Familia Bructaceae

Genero Cicrus

Especie C. Sinensis

Los seres vivos vivimos en una relación con otros seres vivos el lugar en el que viven.

1. ECOLOGIA Viene de 2 voces griegas OIKOS: CASA LOGOS: TRATADO O ESTUDIO Es la rama de la Biología que estudia los seres vivos en su medio ambiente, considera al conjunto de seres vivos que habitan en un lugar con relación a las condiciones ambientales de ese lugar, al conjunto se le denomina ecosistema. Un ecosistema es una unidad de funcionamiento de la Naturaleza formada por las condiciones ambientales de un lugar (el llamado biotopo), la comunidad que lo habita y las relaciones que se establecen entre ellos. 2. EL MEDIO AMBIENTE

El conjunto de todos los factores y circunstancias que existen en el lugar donde habita un ser vivo y con los que se halla en continua relación recibe el nombre de medio ambiente. Existen multitud de medios ambientes pero hay dos grandes medios ambientes: el acuático y el terrestre o aéreo.

Las condiciones ambientales surgen a veces de las relaciones con otros seres vivos. Son los llamados factores bióticos, como por ejemplo, la búsqueda de alimento o la de pareja. Otras veces, se deben a las características físicas y químicas del medio, como la luz, la temperatura o la salinidad. Estos son los de- nominados factores abióticos.

EL HABITAD Se denomina hábitat el conjunto de lugares geográficos que poseen las condiciones ambientales adecuadas para que una especie de ser vivo habite en ellos, son los lugares donde una especie vive naturalmente. Pero muchos ecólogos lo entienden como el conjunto de lugares que poseen las condiciones ambientales adecuadas para una especie, aunque la especie no viva realmente allí.

3. LOS FACTORES ABIÓTICOS

Los factores abióticos son las características físicas y químicas del medio ambiente. Son diferentes de unos medios ambientes a otros y pueden variar a lo largo del tiempo. Influyen en los seres vivos, que, para sobrevivir mejor, adquieren adaptaciones a ellos. Son ejemplos de factores abióticos la temperatura, la humedad, la cantidad de luz, la salinidad, la composición del suelo, la abundancia de oxígeno, etc.

4. LOS FACTORES ABIÓTICOS DEL MEDIO TERRESTRE

Los principales son la temperatura, la humedad y la luz, que son los que condicionan la mayor parte de

los ecosistemas terrestres.

a) Temperatura

La temperatura varía en función de la hora del día, de la estación, de la latitud y de la altitud. Así, en invierno suele hacer más frío que en verano, en los Polos más frío que en el Ecuador y en la montaña más frío que en el valle. En el desierto, la temperatura diurna puede llegar a 60ºC, mientras que por la noche puede descender por debajo de los 0ºC. Las oscilaciones son muchos menores en los ecosistemas acuáticos. Existen organismos que pueden vivir en temperaturas extremas, como ocurre con bacterias que viven en aguas termales y que soportan incluso 85ºC u otras bacterias que resisten a temperaturas de -30ºC o menos. Pero lo normal es que los seres vivos estén limitados a tempera- turas entre -2ºC y 50ºC.

Adaptaciones de los animales a la temperatura La mayor parte de los animales son ectodermos, esto es, tienen una temperatura corporal acorde con la de su medio ambiente. Si la temperatura del medio es muy baja, se detiene su actividad vital. Cuando la temperatura del medio aumenta, aumenta también su actividad. Muchos adoptan conductas de calentamiento rápido (como ponerse al sol por las mañanas, o tener colores oscuros). Otra estrategia es la de los animales endodermos (Aves y Mamíferos), que son capaces de mantener una temperatura interna constante frente a las variaciones de la temperatura exterior. Como el medio ambiente suele estar más frío que sus cuerpos, deben proceder a un continuo aporte de calor, por lo que necesitan gran cantidad de alimento. Son también muy útiles las adaptaciones para evitar la pérdida de calor, como los pelos o las plumas y las capas de grasa subcutánea.

b) La humedad El aire contiene agua dispersa en forma de vapor, procedente de la evaporación y de la transpiración. A la

cantidad de vapor de agua presente en un volumen de aire se le llama humedad absoluta y se mide en g/m3. Pero para los seres vivos lo importante no es la humedad que contiene el aire sino la relación entre la humedad real y la máxima posible (que es variable para cada temperatura). A esa relación se la denomina

humedad relativa y se expresa en tantos por ciento. Así por ejemplo, un aire a 10ºC que contenga 9,4 g/m3

de vapor de agua está saturado (Hr=100%), mientras que un aire a 40ºC que con- tenga 15,3 g/m3 de vapor de agua está muy seco (Hr=30%) y puede seguir absorbiendo vapor de agua. Según las necesidades de agua, los organismos pueden clasificarse en acuáticos, si viven en el agua, higrófilos, si necesitan medios muy húmedos, mesófilos, si tienen necesidades moderadas de humedad, y xerófilos, si viven en medios secos.

Cómo se adaptan los seres vivos a la sequía

Muchos animales de climas secos adaptan hábitos nocturnos para reducir las pérdidas de agua. En otros casos adoptan estrategias de reducción de pérdida de agua por evaporación: recuperación de la

humedad del aire espirado en las fosas nasales (camellos), jorobas de grasa para aislamiento térmico (camellos), capacidad de almacenamiento de agua (camellos), cuerpos con poca superficie superior o colores claros para evitar el calentamiento, órganos (rabos, por ejemplo) que actúan como sombrilla, etc.

c) La luz

La luz resulta imprescindible para los seres vivos puesto que directa o indirectamente suministra la energía necesaria para la vida. Periodicidad diaria.

Es debida a la alternancia entre el día y la noche. En las plantas regula la fotosíntesis y, en muchas de ellas, también la apertura y cierre de las flores y el pliegue de las hojas. Muchos animales sólo son activos durante el día; otros, como búhos, ratones y murciélagos, sólo de noche. Periodicidad estacional

Esto produce cambios evidentes en los seres vivos: periodos de fertilidad y apareamiento Intensidad de la luz

Muchos animales como las cucarachas y los pececillos de plata prefieren vivir en la oscuridad y corren a ocultarse cuando se enciende la luz. También hay plantas, plantas de sombra, que mueren si se sobrepasa una de- terminada intensidad luminosa, mientras que otras no pueden desarrollarse si no les da el sol.

¿Por qué migran algunos animales? Las migraciones son desplazamientos que realizan algunos animales en determinadas épocas del año. Van en busca de zonas que les proporcionen determina- das condiciones ambientales (más horas de luz, mayor abundancia de alimento o de agua) para poder alimentar- se o reproducirse mejor.

5. LOS FACTORES ABIÓTICOS DEL MEDIO ACUÁTICO Los principales son la salinidad, la luz y la cantidad de oxígeno disuelto.

La salinidad es la cantidad de sales disueltas en el medio; es importante, ya que condiciona el intercambio hídrico de los organismos con su medio externo.

Las aguas dulces, aún presentando una amplia gama de salinidades, suelen tener concentraciones menores que los medios internos de los organismos, por lo que éstos ganan continuamente agua por ósmosis. Esta agua debe ser eliminada por sus aparatos excretores.

Las aguas saladas tienen una salinidad promedio de 35 g/l, aunque hay también mares con menos y con más salinidad. En general, su concentración es mayor que la de los medios internos, por lo que el organismo pierde continuamente agua por ósmosis.

La luz dado que las plantas necesitan luz para vivir, la vida vegetal se halla limitada a esa capa superficial, que se denomina zona fótica. Los animales, al ser móviles, pueden hallarse en otras zonas, aunque esta es la zona en que abundan más; en cualquier caso, dependen de la materia orgánica formada por las plantas de la zona fótica.

6. LOS SERES VIVOS EN EL ECOSISTEMA Los individuos no viven aislados. Al menos en algún momento de su vida se relacionan con otros organismos de su misma o de diferente especie. Denominamos población al conjunto de orga- nismos de la misma espe- cie que comparten un espacio determinado. De la misma forma, definimos comunidad o biocenosis al conjunto de poblaciones de distintas especies que comparten un espacio determinado. Para terminar, sólo queda definir lo que es una especie. Se conside- ra que dos organismos pertenecen a la misma especie cuando comparten rasgos comunes y son capaces de reproducirse entre sí produciendo des- cendencia fértil.

7. LAS RELACIONES ENTRE LOS INDIVIDUOS DE UNA POBLACIÓN Un factor ambiental biótico es toda relación entre los organismos que conviven en un ecosistema. Se les

puede clasificar en intraespecíficas, si se establecen entre miembros de una misma población (una misma especie), e interespecíficas, si se establecen entre organismos de especies distintas. Las asociaciones intraespecíficas

Son relaciones encaminadas a la mejor obtención de un objetivo común, generalmente, el cuidado de la prole, la defensa o el reparto del trabajo. Hay diferentes tipos: Familiar. Formada en general por individuos emparentados entre sí, generalmente los progenitores y sus crías. Facilita la procreación y el cuidado

de las crías, aunque también sirve para la defensa común o incluso la cooperación en la obtención de alimento (caza). Hay muchos tipos: Macho, hembra y crías, como en el caso de las cigüeñas. Hembra y crías, como en el caso de los ciervos. Macho, hembras y crías, como en el caso de los leones. Hembras (emparentadas) y crías, como en el caso de los elefantes.

Gregaria. Formada por individuos no necesariamente emparentados que se reúnen para obtener un beneficio mutuo de diversa índole: búsqueda de alimento, defensa, migraciones, etc. Es el caso de las bandadas de aves o rebaños de mamíferos migratorios, los bancos de peces, etc. Colonial. Formadas por individuos procedentes por gemación de un único progenitor y permanecen unidos toda la vida. Hay distintos tipos de individuos especializados en diferentes funciones. Es típica de los corales, gorgonias y de algunos pólipos flotantes como la carabela portuguesa. Estatal. Formada por individuos descendientes de una única pareja reproductora (denominados generalmente rey y reina). Presentan diferenciación en distintos tipos de individuos (cas- tas) especializados en diferentes tipos de trabajo y general- mente estériles. Es típica de hormigas, abejas, termitas y algunas avispas.

8. LA DINÁMICA DE LAS POBLACIONES El crecimiento de una población depende directamente de la natalidad, que incrementa el tamaño de la

población y de la mortalidad, que disminuye el número de individuos. La tasa de natalidad (b) es la medida del número de nacimientos que se producen en una población

en un periodo de tiempo. Se expresa en tanto por ciento de la población inicial. La tasa de mortalidad (m) es la medida del número de fallecimientos que se producen en una

población en un periodo de tiempo. Se expresa en tanto por ciento de la población inicial. La tasa de crecimiento (r) es la diferencia entre las dos.

El potencial biótico es la tasa máxima de crecimiento de una población cuando no existen límites a su crecimiento; es una característica de cada especie

Crecimiento en “J” de una población. En condiciones favorables, una población tiende a aumentar su tamaño de forma exponencial.

Se denomina capacidad de sostenimiento del medio (K) la cantidad máxima de individuos que un medio puede sustentar.

En una especie bien adaptada a su me- dio aparece su crecimiento en “S”. Cuan- do la población es reducida, adopta un crecimiento en “J”.

Estrategias de crecimiento Las especies adaptadas a vivir en ambientes inestables, con amplias fluctuaciones, deben estar capacitadas para reproducirse rápidamente y dejar muchos descendientes en previsión de una mortalidad elevada. Son especies que basan su estrategia en producir gran número de descendientes, muchos de los cuales no van a sobrevivir. Presentan una elevada tasa de crecimiento, por lo que se les llama estrategas de la r. Muchos insectos,

como las moscas y los mosquitos, las plantas que colonizan Su estrategia consiste en producir un número limitado de descendientes suficientes para alcanzar la capacidad de sostenimiento del medio (K), y asegurar su supervivencia mediante una adaptación adecuada al medio y, muchas veces, intensos cuidados parentales a las crías. Son los denominados estrategas de la K.

9. LAS RELACIONES ENTRE LOS INDIVIDUOS DE UNA BIOCENOSIS

Son relaciones establecidas entre organismos de distintas especies, por lo que se denominan también relaciones interespecíficas. Hay diversos tipos.

a) Depredación

Consiste en una relación en la que un organismo, el depredador, se alimenta de otro organismo vivo, la presa. Esta definición excluye a los consumidores de materia orgánica muerta, sean resto o cadáveres, ya que en estos casos no se establece ninguna relación. Estrategias de la presa frente al depredador Esencialmente lo consiguen mediante tres mecanismos: Huir: para lo que adoptan formas o miembros que les permiten un rápido desplazamiento. Defenderse: mediante la adquisición de revestimientos protectores (tortugas, cangrejos, almejas) u órganos

defensivos (cuernos en los toros o ñus, espinas en los erizos, estructuras tóxicas o venenosas en ortigas, medusas o ciertas ranas tropicales, etc.). Esconderse: fenómeno llamado mimetismo y del que existen varios tipos: Mimetismo críptico: por el cual el ser vivo adopta un aspecto que les permite pasar desapercibidos respecto al entorno (insectos palo, lenguados o pulpos que adoptan la coloración del fondo, camaleones que cambian de color, etc.

Mimetismo aposemático: en el que las presas adoptan aspectos que los hacen parecerse a otras especies más peligrosas (mariposas u orugas que tienen dibujados “ojos” que asustan a sus depredadores, anfibios o insectos que imitan la forma de otras especies peligrosas o venenosas).

b) Parasitismo

Relación considerada por muchos biólogos como una forma particular de depredación (una especie de ramoneo) en la que una especie (el parásito) vive a costa de otra (el huésped) provocándole un perjuicio.

- Parásitos externos o ectoparásitos

El parásito vive en el exterior del huésped, alimentándose de sus fluidos o de sus tejidos. - Parásitos internos o endoparásitos

Los endoparásitos viven en el interior de sus huéspedes quienes no solamente les proporcionan alimento sino también un entorno estable.

- Micro parásito

Muchos microorganismos como virus, bacterias, hongos y protozoos son pará- sitos. Aunque en teoría se les podría clasificar en alguno de los dos grupos anteriores (el hongo Candida albicans, por ejemplo, que provoca la candidiasis, vive sobre las mucosas humanas o la bacteria Treponema pallidum, que causa la sífilis, vive en el interior del cuerpo humano), las afecciones provocadas por estos microbios se suelen denominar enfermedades infecciosas. Los agentes causantes suelen estar libres en el ambiente en estado de vida latente y entran en el huésped a través de las aberturas corporales o en heridas en la epidermis, causando enfermedades que en ocasiones pueden ser mortales.

Del cerdo a la persona

Se calcula que unos cuarenta millones de personas en el mundo albergan la tenia o solitaria, un parásito

que provoca trastornos digestivos y nerviosos de cierta gravedad.

Se la podría describir como una larga cinta hecha de numerosos anillos planos. En el extremo anterior presenta la cabeza o escólex, con ganchos y ventosas para adherirse a la pared intestinal y de donde se generan todos los anillos. Estos van creciendo y madurando a medida que se alejan de la cabeza, de forma que los del otro extremo están repletos de huevos maduros que saldrán del intestino junto con las heces del huésped.

c) Mutualismo

Es una relación en la que dos especies se asocian con beneficio

mutuo. La intensidad de la asociación es muy variable. Existen mutualismos en los que el grado de cooperación es tan grande que las especies ya no pueden vivir separadas: se habla entonces de simbiosis.

) Inquilinismo y comensalismo

Son relaciones muy similares entre sí en las que una especie se

beneficia y la otra resulta indiferente. Se suele hablar de comensalismo si la relación es alimenticia y de inquilinismo si la relación está en relación con el hábitat.

e) Amensalismo

Esta relación es discutida por algunos biólogos que argumentan que no existe beneficio nulo para una

especie. Para cualquier especie, dicen, la eliminación de los posibles competidores sería un beneficio.

f) Competencia

En esta relación, aunque las dos especies salen perjudicadas, una suele serlo más que la otra y, si su nicho ecológico no le permite la diversificación, puede incluso desaparecer.

El concepto de nicho ecológico sería la profesión u oficio de una especie dentro de un ecosistema. Para definir el nicho ecológico de una especie hay que analizar lo que come, cómo se mue- ve, cómo encajan en la biocenosis y cómo se relacionan con otros organismos, las condiciones abióticas que necesitan, cuándo se reproducen, etc.

10. LOS NIVELES ALIMENTARIOS DEL ECOSISTEMA

La nutrición es una de las principales características dentro de un ecosistema, puesto que relaciona todas las especies presentes en él. Basándose en esta característica, se puedes clasificar los organismos en tres niveles tróficos, denominados productores, consumidores y descomponedores.

Los productores son los organismos autótrofos, principal- mente plantas verdes, algas y bacterias fotosintéticas que construyen su materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas sencillas y de energía generalmente solar. Los consumidores son organismos heterótrofos que se alimentan de otros a los que utilizan como fuente de energía y de materia. Pueden ser consumidores primarios (o herbívoros) si se alimentan directamente de pro- ductores o consumidores secundarios si se alimentan de consumidores primarios. En muchos ecosistemas hay también consumidores terciarios, cuaternarios, a los que en conjunto (junto con los secundarios) de les denomina carnívoros. En ocasiones, se habla de omnívoros cuando un consumidor come alimentos pro- cedentes de diferentes niveles. Los descomponedores o detritívoros son organismos heterótrofos que se alimentan de restos tanto de productores como de consumidores transformando sus restos de nuevo en moléculas elementales. Son muy importantes porque devuelven a las medias sustancias químicas que pueden ser utilizadas de nuevo por los productores.

11. LAS CONEXIONES ALIMENTARIAS EN EL ECOSISTEMA Cadenas tróficas Son representaciones esquemáticas de las relaciones tróficas en un ecosistema en las que cada organismo constituye un eslabón al comer al eslabón anterior y ser comido por el siguiente; las relaciones se representan mediante flechas en el sentido en el que se transfiere la materia. Redes tróficas Las cadenas tróficas suelen ser poco realistas, puesto que en la Naturaleza cada especie come y es comida por diferentes especies. Las redes tróficas son representaciones mucho más realistas en las que de cada especie nacen o llegan varias flechas indicando la multiplicidad de relaciones del ecosistema.

En una red trófica es posible abstraer e individualizar cadenas tróficas concretas. En general, los descomponedores no son representados ni en las cadenas ni en las redes tróficas.

12. LAS PIRÁMIDES ECOLÓGICAS

Son representaciones gráficas que, de forma sencilla y directa, nos proporcionan información sobre

características.. Los principales tipos son:

a) Pirámide de números. Representa en número de individuos que hay en cada nivel trófico. Estas pirámides a menudo no son representativas, porque el tamaño de los individuos de distintos niveles tróficos puede no ser comparable. Así no tiene sentido decir que en una pradera hay un millón de productores (hierbas) por hectárea y un solo herbívoro (vaca). Tampoco tiene sentido decir que en una parcela hay un productor (árbol) y 67.000 herbívoros (insectos). b) Pirámide de la biomasa. Sirven para representar la cantidad de materia orgánica (biomasa) por unidad de superficie o de volumen.

c) Pirámide de la energía (o de productividad). En ellas se representa la cantidad de energía por unidad de superficie o de volumen y por unidad de tiempo que adquiere cada nivel trófico del nivel anterior.

13. EL FLUJO DE LA ENERGÍA Y EL CICLO DE LA MATERIA Los productores consiguen su

energía del Sol y su materia del medio en forma de materia inorgánica.

Los consumidores consiguen su materia y su energía de la materia orgánica de los productores.

Tanto productores como consumidores producen restos orgánicos que son aprovechados por los des componedores para obtener su energía y su materia. Tanto productores como consumidores y des

componedores utilizan la energía conseguida para sus actividades vitales, energía que termina sien- do disipada en forma de calor.

La materia aprovechada por los des componedores acaba siendo transformada en moléculas inorgánicas sencillas.

Se observa claramente que la energía atraviesa el ecosistema como un flujo que

comienza en el Sol y que termina en el calor perdido. Por eso se habla del flujo de la energía. También se observa que la materia circula por el ecosistema de forma cíclica, puesto que los productores se nutren de la materia que es reciclada por los descomponedores. Por eso se habla del ciclo de la materia. Cadenas alimenticias La cadena trófica (del griego throphe, alimentación) describe el proceso de transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes especies de una comunidad biológica,1 en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente. También conocida como cadena alimenticia o cadena alimentaria, es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.

Los alimentos pasan de un ser a otro en una serie de actividades reiteradas de comer y ser comido. Lo cual es en síntesis la cadena alimenticia que tiene como máximo cuatro o cinco eslabones. El equilibrio natural es la interdependencia total de los seres vivos entre sí y con el medio que lo rodea. II.

ESLABONES DE LA CADENA ALIMENTICIA. Primer Eslabón.- Lo constituyen las plantas verdes que producen alimentos mediante la fotosíntesis, por producir los alimentos que pasarán luego a través de toda cadena, las plantas reciben el nombre de PRODUCTORES. Segundo Eslabón.-Lo constituyen los animales herbívoros llamados consumidores de primer orden. Tercer Eslabón.- Lo conforman los Carnívoros, llamados consumidores de segundo orden, que utilizan a los herbívoros como alimento, obteniendo la energía solar de tercera mano. Cuarto Eslabón.-Lo conforman los Carroñeros también se les consideran Consumidores de tercer orden que se alimentan de animales muertos y el de los carnívoros que se alimentan de otros carnívoros así el gallinazo y el cóndor son carroñeros. Organismos Desintegradores o Descomponedores.- Lo constituyen los Saprofitos (hongos y bacterias) encargados de sintetizar las sustancias orgánicas muertas de origen vegetal o animal.

TIPOS DE CADENAS ALIMENTICIA CADENA ALIMENTICIA TERRESTRE La cadena trófica (del griego throphe, alimentación) describe el proceso de transferencia de sustancias nutritivas a través de las diferentes especies de una comunidad biológica,1 en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente. También conocida como cadena alimenticia o cadena alimentaria, es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.

CADENA ALIMENTICIA ACUATICA Una cierta cantidad de vegetales, algas en su inmensa mayoría, viven en el mar. Buena parte de esta masa vegetal está constituida por una gran variedad de algas microscópicas que constituyen el llamado FITOPLANCTON.Estas algas microscópicas, junto con las grandes algas, son seres autótrofos, o sea, que fabrican su propia comida, y son los únicos en el ecosistema capaces de crear materia orgánica a partir de materia mineral y energía solar, por esta sencilla razón se las conoce con el nombre de 'PRODUCTORES PRIMARIOS'. El fitoplancton sirve de alimento a una gran cantidad de animales de pequeño tamaño que flotan pasivamente en el agua, y que constituyen el llamado ZOOPLANCTON. De este somero análisis se obtiene una conclusión inmediata: hay seres vivos que, aun perteneciendo a grupos sistemáticos diferentes, juegan un papel similar en el ecosistema ya que pertenecen al mismo nivel alimenticio, o 'NIVEL TROFICO'.

CADENA ALIMENTICIA AEREA En la naturaleza los seres vivos se encuentran íntimamente correlacionados en lo referente a la búsqueda de alimentos, protección y reproducción. El equilibrio natural es la interdependencia total de los seres vivos entre sí y con el medio que lo rodea. El hombre forma parte de este equilibrio y no puede independizarse del él. La cadena alimenticia es el continuo proceso del paso de alimentos de un ser a otro al comer y ser comido. La base de la cadena es el mundo inorgánico

2.1. BIOELEMENTOS, OLIGOELEMENTOS, FUNCIONES BILOLOGICAS DEL AGUA. NATURALEZA DE LAS MOLECULAS BIOLOGICAS

CLASIFICACIÓN DE LOS BIOELEMENTOS

Los seres vivos estamos constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los mismos elementos químicos. De

todos los elementos que se hallan en la corteza terrestre, sólo unos 25 componentes (elementos químicos)

forman parte de los seres vivos. Esto quiere decir que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos

que poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos químicos que se desarrollan en

los seres vivos. Estos componentes se denominan elementos biogénicos o bioelementos.

Se clasifican en:

Bioelementos primarios o principales: C, H, O, N

Son los elementos mayoritarios de la materia viva, constituyen el 95% de la masa total. Las propiedades físico-químicas que los hacen idóneos son las siguientes:

- Forman entre ellos enlaces covalentes, compartiendo electrones - El carbono, nitrógeno y oxígeno, pueden compartir más de un par de electrones, formando enlaces

dobles y triples, lo cual les dota de una gran versatilidad para el enlace químico - Son los elementos más ligeros con capacidad de formar enlace covalente, por lo que dichos enlaces son

muy estables. - A causa de la configuración tetraédrica de los enlaces del carbono, forman los diferentes tipos de

moléculas orgánicas tienen estructuras tridimensionales diferentes. Esta conformación espacial es responsable de la actividad biológica.

- Las combinaciones del carbono con otros elementos, como el oxígeno, el hidrógeno, el nitrógeno, etc., permiten la aparición de una gran variedad de grupos funcionales; que dan lugar a las diferentes familias de sustancias orgánicas, con diferentes características físicas y químicas, para dar a las moléculas orgánicas propiedades específicas, lo que aumenta las posibilidades de creación de nuevas moléculas orgánicas por reacción entre los diferentes grupos.

- Los enlaces entre los átomos de carbono pueden ser simples (C - C), dobles (C = C) o triples, lo que permite que puedan formarse cadenas más o menos largas, lineales, ramificadas y anillos.

Bioelementos secundarios: S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl

Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%.

Azufre Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina), presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A

Fósforo Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos.

Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas, en muchas reacciones químicas del organismo.

Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso.

Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular

Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluido intersticial

Oligoelementos

Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo. Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, son:

Hierro Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de cito cromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.

Manganeso Interviene en la fotolisis del agua, durante el proceso de fotosíntesis en las plantas. Iodo Necesario para la síntesis de la tiroxina, hormona que interviene en el metabolismo Flúor Forma parte del esmalte dentario y de los huesos. Cobalto Forma parte de la vitamina B12, necesaria para la síntesis de hemoglobina . Silicio Proporciona resistencia al tejido conjuntivo, endurece tejidos vegetales como en las

gramíneas. Cromo Interviene junto a la insulina en la regulación de glucosa en sangre. Zinc Actúa como catalizador en muchas reacciones del organismo. Litio Actúa sobres neurotransmisores y la permeabilidad celular. En dosis adecuada puede

prevenir estados de depresiones. Molibdeno Forma parte de las enzimas vegetales que actúan en la reducción de los nitratos por parte

de las plantas. Hierro Participación en la síntesis de glóbulos rojos, asistiendo en la fijación del hierro en el

pigmento rojo de la sangre (hemoglobina) Selenio Protege al organismo de los radicales libres

Variables

Bromo Transportación de sustancias a través de membranas

Titanio Sienta bases para descifrar los contenidos de las células

Plomo Contribuye a la fortificación de ciertos órganos ó estructuras óseas

Vanadio Ayuda al control del azúcar en el cuerpo, y la inhibición de la biosíntesis del colesterol

Biomoléculas Inorganicas Las biomoléculas se clasifican, atendiendo a su composición: las biomoléculas inorgánicas son las que no están formadas por cadenas de carbono e hidrógeno, como son el agua y las sales minerales. EL AGUA La vida se apoya en el comportamiento anormal del agua. El agua es la sustancia más abundante en la biosfera, dónde la encontramos en sus tres estados y es además el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65 y el 95% del peso de de la mayor parte de las formas vivas es agua. En las medusas, puede alcanzar el 98% del volumen del animal y en la lechuga, el 97% del volumen de la planta. Estructuras como el líquido interno de animales o plantas, embriones o tejidos conjuntivos suelen contener gran cantidad de agua. Otras estructuras, como semillas, huesos, pelo, escamas o dientes poseen poca cantidad de agua en su composición. El agua fue además el soporte donde surgió la vida. Molécula con un extraño comportamiento que la convierte en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos, posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que son responsables de su importancia biológica.

Durante la evolución de la vida, los organismos se han adaptado al ambiente acuoso y han desarrollado sistemas que les permiten aprovechar las inusitadas propiedades del agua.

SALES MINERALES Las sales minerales son moléculas inorgánicas de fácil ionización en presencia de agua y que en los seres vivos aparecen tanto precipitadas, como disueltas, como cristales o unidas a otras biomoléculas. Las sales minerales disueltas en agua siempre están ionizadas. Estas sales tienen función estructural y funciones de regulación del pH, de la presión osmótica y de reacciones bioquímicas, en las que intervienen iones específicos. Participan en reacciones químicas a niveles electrolíticos. Los procesos vitales requieren la presencia de ciertas sales bajo la forma de iones como los cloruros, los carbonatos y los sulfatos. Función de las sales minerales Al igual de las vitaminas, no aportan energía sino que cumplen otras funciones: Forman parte de la estructura ósea y dental (calcio, fósforo, magnesio y flúor). Regulan el balance del agua dentro y fuera de las células (electrolitos). También conocido como proceso de Ósmosis. Intervienen en la excitabilidad nerviosa y en la actividad muscular (calcio, magnesio). Permiten la entrada de sustancias a las células (la glucosa necesita del sodio para poder ser aprovechada como fuente de energía a nivel celular).

Colaboran en procesos metabólicos (el cromo es necesario para el funcionamiento de la insulina, el selenio participa como un antioxidante). Intervienen en el buen funcionamiento del sistema inmunológico (zinc, selenio, cobre). Además, forman parte de moléculas de gran tamaño como la hemoglobina de la sangre y la clorofila en los vegetales. Las sales minerales se pueden encontrar en los seres vivos de tres formas: Precipitadas Constituyen Silicatos: caparazones de algunos organismos (diatomeas), espìculas de algunas esponjas y estructura de sostén en algunos vegetales (gramíneas). Carbonato cálcico: caparazones de algunos protozoos marinos, esqueletos externos de corales, moluscos y artrópodos, así como estructuras duras. Fosfato de calcio: esqueleto de vertebrados. En forma precipitada, las sales minerales, forman estructuras duras, que proporcionan estructura o protección al ser que las posee. También actúan con función reguladora. Ejemplo: Otolicositos Ionizadas o disueltas Las sales disueltas en agua manifiestan cargas positivas o negativas. Los cationes más abundantes en la composición de los seres vivos son Na+, K+, Ca2+, Mg2+, NH4+. Los aniones más representativos en la composición de los seres vivos son Cl−, PO43−, CO32−, HCO3−. Las sales disueltas en agua pueden realizar funciones tales como: Mantener el grado de salinidad. Amortiguar cambios de pH, mediante el efecto tampón. Controlar la contracción muscular. Producir gradientes electroquímicos. Estabilizar dispersiones coloidales. Intervienen en el equilibrio osmótico. Asociadas a moléculas orgánicas Dentro de este grupo se encuentran las fosfoproteínas, los fosfolípidos y fosfoglicéridos Los iones de las sales pueden asociarse a moléculas, realizando funciones que tanto el ion como la molécula no realizarían por separado. De tal manera que las sales minerales están asociadas a las moléculas orgánicas y sub orgánica. Biocompuestos orgánicos o principios inmediatos

Son sintetizadas principalmente por los seres vivos y tienen una estructura con base en carbono. Están constituidas, principalmente, por los elementos químicos carbono, hidrógeno y oxígeno, y con frecuencia también están presentes nitrógeno, fósforo y azufre; a veces se incorporan otros elementos pero en mucha menor proporción.

Las biomoléculas orgánicas pueden agruparse en cinco grandes tipos:

1. GLÚCIDOS

Son moléculas orgánicas formadas por carbono, hidrógeno y oxígeno.

Son las principales moléculas de reserva energética que se localizan en casi todos los seres vivos, aunque ésta no es su única función, ya que algunos presentan función estructural. Son moléculas muy diversas que se forman de la unión de moléculas más pequeñas llamadas azúcares o monosacáridos.

Hay tres tipos principales de glúcidos que se clasifican según el número de unidades de azúcares que constituyen la molécula. Así podemos distinguir tres grupos:

1) Monosacáridos

2) Disacáridos

3) Polisacáridos

1) MONOSACARIDOS

Son los azúcares más sencillos formados por una unidad de azúcar.

- glucosa - celulosa - lactosa - sacarosa

2) DISACARIDOS

Son glúcidos que se originan de la unión de dos moléculas de monosacárido iguales o distintos.

- maltosa - celulosa - lactosa - sacarosa

3) POLISACARIDOS

Son los glúcidos más complejos de todos. Están constituidos por la unión de más de 100 monosacáridos por enlaces glucosídicos. Forman macromoléculas enormes.

- almidón - glucógeno - celulosa - quitina

2. LÍPIDOS

Los lípidos son un conjunto de moléculas orgánicas (la mayoría biomoléculas) compuestas principalmente

por carbono e hidrógeno y en menor medida oxígeno, aunque también pueden contener fósforo, azufre y nitrógeno. Tienen como característica principal el ser hidrófobas (insolubles en agua) y solubles en disolventes orgánicos como la bencina, el benceno y el cloroformo. En el uso coloquial, a los lípidos se les llama incorrectamente grasas, ya que las grasas son sólo un tipo de lípidos procedentes de animales. Los lípidos cumplen funciones diversas en los organismos vivientes, entre ellas la de reserva energética (como los triglicéridos), la estructural (como los fosfolípidos de las bicapas) y la reguladora (como las hormonas esteroides). 1gr lípido= 9 kilo calorías

Ácidos grasos Son las unidades básicas de los lípidos saponificables, y consisten en moléculas formadas por una larga cadena hidrocarbonada (CH2) con un número par de átomos de carbono (2-24) y un grupo carboxilo(COOH) terminal. La presencia de dobles enlaces en el ácido graso reduce el punto de fusión. Los ácidos grasos se dividen en saturados e insaturados. Saturados. Sin dobles enlaces entre átomos de carbono; por ejemplo, ácido láurico, ácido mirístico, ácido palmítico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico y ácido lignocérico. Insaturados. Los ácidos grasos insaturados se caracterizan por poseer dobles enlaces en su configuración molecular. Éstas son fácilmente identificables, ya que estos dobles enlaces hacen que su punto de fusión sea menor que en el resto. Se presentan ante nosotros como líquidos, como aquellos que llamamos aceites. Este tipo de alimentos disminuyen el colesterol en sangre y también son llamados ácidos grasos esenciales. Los animales no son capaces de sintetizarlos, pero los necesitan para desarrollar ciertas funciones fisiológicas, por lo que deben aportarlos en la dieta. La mejor forma y la más sencilla para poder enriquecer nuestra dieta con estos alimentos, es aumentar su ingestión, es decir, aumentar su proporción respecto a los alimentos que consumimos de forma habitual.Con uno o más dobles enlaces entre átomos de carbono; por ejemplo, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido elaídico, ácido linoleico, ácido linolénico y ácido araquidónico y ácido nervónico. Los denominados ácidos grasos esenciales no pueden ser sintetizados por el organismo humano y son el ácido linoleico, el ácido linolénico y el ácido araquidónico, que deben ingerirse en la dieta.

Proteína

Las proteínas o prótidos son moléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El término proteína proviene de la palabra francesa protéine y ésta del griego proteios, que significa 'prominente, de primera calidad. Formadas por aminoácidos acompañados de sustancias diversas, y proteínas derivadas, sustancias formadas por desnaturalización y desdoblamiento de las anteriores. Las proteínas son necesarias para la vida, sobre todo por su función plástica (constituyen el 80 % del protoplasma deshidratado de toda célula), pero también por sus funciones biorreguladoras (forman parte de las enzimas) y de defensa (los anticuerpos son proteínas). Las proteínas desempeñan un papel fundamental para la vida y son las biomoléculas más versátiles y diversas. Son imprescindibles para el crecimiento del organismo y realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las que destacan: Estructural. Esta es la función más importante de una proteína (Ej: colágeno) Inmunológica (anticuerpos) Enzimática (Ej: sacarasa y pepsina) Contráctil (actina y miosina) Homeostática: colaboran en el mantenimiento del pH (ya que actúan como un tampón químico) Transducción de señales (Ej: rodopsina) Protectora o defensiva (Ej: trombina y fibrinógeno) Las proteínas están formadas por aminoácidos. Las proteínas de todos los seres vivos están determinadas mayoritariamente por su genética (con excepción de algunos péptidos antimicrobianos de síntesis no ribosomal), es decir, la información genética determina en gran medida qué proteínas tiene una célula, un tejido y un organismo. Las proteínas se sintetizan dependiendo de cómo se encuentren regulados los genes que las codifican. Por lo tanto, son susceptibles a señales o factores externos. El conjunto de las proteínas expresadas en una circunstancia determinada es denominado proteoma. 1g r= 4 kilocalorías Holoproteína Una holoproteína o proteína simple es una proteína que sólo tiene aminoácidos en su composición. Las holopotreínas se clasifican en: Globulares Protaminas. Son pequeñas proteínas ricas en arginina y lisina, básicas. Fibrosas Son proteínas filamentosas o laminares, generalmente cumplen funciones estructurales y son insolubles en agua

Estructurales Proteína conjugada o heteroproteína Unas proteínas conjugadas o heteroproteínas son moléculas que presentan una parte proteica y parte no

proteica menor llamada grupo prostético. Esto las diferencia de las proteínas simples u holoproteínas. Todas son globulares, y se clasifican en función del grupo prostético. Fosfoproteínas Presentan ácido fosfórico y son de carácter ácido. Enzimas. (caseína alfa, beta y gamma). Glucoproteínas Glúcido unido covalentemente a la proteína. Desempeñan funciones enzimáticas, hormonales, de coagulación, etc. Destacan las inmunoglobulinas. Lipoproteínas Lípido más proteína. Abundan en las membranas mitocondriales, en el suero. Por ejemplo los quilomicrones. Nucleoproteínas Ácido nucleico más proteína. Hay dos tipos, los que presentan ácido ribonucleico (ribosomas) o ADN (cromosomas).

Las vitaminas

Las vitaminas (del latín vita ‘vida’ y con el sufijo latino ina ‘sustancia’) son compuestos heterogéneos que no generan energía imprescindibles para la vida, que promueven el correcto funcionamiento fisiológico. La mayoría de las vitaminas esenciales no pueden ser sintetizadas (elaboradas) por el organismo, por lo que éste no puede obtenerlas más que a través de la ingesta equilibrada de vitaminas contenidas en los alimentos naturales. Las vitaminas son nutrientes que junto con otros elementos nutricionales actúan como catalizadoras de todos los procesos fisiológicos (directa e indirectamente). Las frutas y verduras son fuentes importantes de vitaminas. Las vitaminas son precursoras de coenzimas, (aunque no son propiamente enzimas) grupos prostéticos de las enzimas. Esto significa, que la molécula de la vitamina, con un pequeño cambio en su estructura, pasa a ser la molécula activa, sea ésta coenzima o no. La deficiencia de vitaminas se denomina avitaminosis mientras que el nivel excesivo de vitaminas se denomina hipervitaminosis.

Vitaminas Liposolubles Las vitaminas liposolubles son aquellas que se pueden disolver en grasas y aceites, a diferencia de las vitaminas hidrosolubles que se disuelven en agua.

TIPO FUENTES FUNCIÓN HIPOVITAMINOSIS (FALTA DE LA VIATMINA)

Vitamina A La zanahoria, el brócoli, la calabaza, las espinacas, la col y la patata.

Conservación de la visión Mantenimiento de las membranas epiteliales

Ceguera nocturna Ceguera permanente Sequedad en la piel

Vitamina D La vitamina D2 (ergocalciferol ) La vitamina D3 (colecalciferol )

Productos lácteos Huevos Aceite De hígado de pescado Luz Ultravioleta

Formación de los huesos

El raquitismo

Vitamina E Grasas y aceites vegetales, productos lácteos y carne, verduras

Formación de glóbulos rojos, músculos y otros tejidos

Anemia

Vitamina K Hígado de pescado, Verduras, huevo, soya

formación de la protrombina (formación del coagulo de la sangre)

Inhibición de la coagulación de la sangre

Vitaminas hidrosolubles Las vitaminas hidrosolubles son aquellas que se disuelven en agua

TIPO FUENTES FUNCIÓN HIPOVITAMINOSIS (FALTA DE LA VIATMINA)

Vitamina B1 Tiamina

Papa, carne Músculos, nervios Beri Beri

Vitamina B2 Riboflavina

Carne, granos, leche, huevo, trigo, vegetales verdes

Respiración celular Piel seca, llagas en la boca

Vitamina B3 Acido nicótico

Carne, pescado, granos enteros, levaduras

Respiración celular interna

Pelagra: piel seca y roja, sensible a la luz, diarrea

Vitamina B6 Piridoxina

Hígado, riñones, nueces, salmón, avellanas

Coenzima del triptófano Dermatitis, seborreica, anemia, alteración del sueño

Vitamina B8 Biotina

Hígado, riñón, huevo, soya

Coenzima de la enzima que transfiere el CO2

Dermatitis, anemia, trastorno muscular

Vitamina 9 Acido Fólico

Avellanas Espinaca Esparrago

Sintetizar las purinas y pirimidinas

Anemia megaloblastica

Vitamina12 Cianocobalamina

Leche , carne ,huevo, hígado

Formación de glóbulos rojos

Anemia perniciosa, alteraciones neurológicas

Vitamina C Acido ascórbico

Fruta cítricas y verduras (pimiento, tomate)

Antioxidante, absorción de hierro, encías saludables, capilares saludables

Escorbuto

Las Enzimas Catalizador es una sustancia capaz de acelerar o retardar una reacción química, permaneciendo él mismo inalterado. A este proceso se le llama catálisis. En el mundo natural hay catalizadores biológicos o biocatalizadores, los más importantes son las enzimas, que son sustancias orgánicas de naturaleza proteica; aunque también existen ácidos ribonucleicos con capacidad catalítica, denominados ribosomas. Las enzimas se calcula que tenemos más de 5000 en el cuerpo que crean tal vez 25000 reacciones diferentes; son de acción específica ya que actúan exclusivamente catalizando un tipo de reacción química. Se puede decir que toda acción de nuestro cuerpo es controlado por enzimas las cuales están elaboradas por las células; para regular el metabolismo.

Ácido nucleico

Los ácidos nucleicos almacenan la información genética de los organismos vivos y son los responsables de la transmisión hereditaria. Existen dos tipos básicos, el ADN y el ARN. El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe a Friedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una sustancia ácida a la que llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió a ácido nucleico. ADN-DNA-Ácido desoxirribonucleico El ácido desoxirribonucleico, abreviado como ADN, es un ácido nucleico que contiene instrucciones genéticas usadas en el desarrollo y funcionamiento de todos los organismos vivos conocidos y algunos virus, y es responsable de su transmisión hereditaria. El papel principal de la molécula de ADN es el almacenamiento a largo plazo de información. Muchas veces, el ADN es comparado con un plano o una receta, o un código, ya que contiene las instrucciones necesarias para construir otros componentes de las células, como las proteínas y las moléculas de ARN. Los segmentos de ADN que llevan esta información genética son llamados genes, pero las otras secuencias de ADN tienen propósitos estructurales o toman parte en la regulación del uso de esta información genética. En 1953, James Watson y Francis Crick descubrieron la estructura del ADN, empleando la técnica de difracción de rayos X. Desde el punto de vista químico, el ADN es un polímero de nucleótidos, es decir, un polinucleótido. Un polímero es un compuesto formado por muchas unidades simples conectadas entre sí, como si fuera un largo tren formado por vagones (tiene una estructura parecida al de una escalera de caracol). Situación del ADN dentro de una célula eucariota. Cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la desoxirribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, timina→T, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ADN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases.

A (azúcar: desoxiribosa)+P (fosfato)+G (guanina: base nitrogenada)

ARN-RNA-Ácido ribonucleico El ácido ribonucleico (ARN o RNA) es un ácido nucleico formado por una cadena de ribonucleótidos. Está presente tanto en las células procariotas como en las eucariotas, y es el único material genético de ciertos virus (virus ARN). El ARN celular es lineal y de hebra sencilla, pero en el genoma de algunos virus es de doble hebra. Se lo encuentra en la envoltura nuclear llamado carioteca; además se encuentra constituido por CHONP En los organismos celulares desempeña diversas funciones. Es la molécula que dirige las etapas intermedias de la síntesis proteica; el ADN no puede actuar solo, y se vale del ARN para transferir esta información vital durante la síntesis de proteínas (producción de las proteínas que necesita la célula para sus actividades y su desarrollo). Varios tipos de ARN regulan la expresión génica, mientras que otros tienen actividad catalítica. El ARN es, pues, mucho más versátil que el ADN. Situación del ARN dentro de una célula eucariota. Cada vagón es un nucleótido, y cada nucleótido, a su vez, está formado por un azúcar (la ribosa), una base nitrogenada (que puede ser adenina→A, uracilo→U, citosina→C o guanina→G) y un grupo fosfato que actúa como enganche de cada vagón con el siguiente. Lo que distingue a un vagón (nucleótido) de otro es, entonces, la base nitrogenada, y por ello la secuencia del ARN se especifica nombrando sólo la secuencia de sus bases.

A (azúcar:ribosa)+P (fosfato)+U (uracilo: base nitrogenada)

Tipos ARN MENSAJERO (ARNm) Sus características son las siguientes: - Portadores de al información genética desde el núcleo hasta los ribosomas plasmáticos. - Cadenas de largo tamaño con estructura primaria. - Se le llama mensajero porque transporta la información necesaria para la síntesis proteica. - Cada ARNm tiene información para sintetizar una proteina determinada. - Su vida media es corta. Un ARNm de este tipo ha de madurar (eliminación de intrones) antes de hacerse funcional. Antes de madurar, el ARNm recibe el nombre de ARN heterogeneonuclear (ARNhn ). ARN RIBOSÓMICO (ARNr) Sus principales características son: - Cada ARNr presenta cadena de diferente tamaño, con estructura secundaria y terciaria. - Forma parte de las subunidades ribosómicas cuando se une con muchas proteinas. - Están vinculados con la síntesis de proteinas. ARN TRANSFERENTE (ARNt) Sus principales características son. - Son moléculas de pequeño tamaño - Poseen en algunas zonas estructura secundaria, lo que va hacer que en las zonas donde no hay bases complementarias adquieran un aspecto de bucles, como una hoja de trebol. - Los plegamientos se llegan a hacer tan complejos que adquieren una estructura terciaria - Su misión es unir aminoácidos y transportarlos hasta el ARNm para sintetizar proteinas. - Cadenas cortas.

El estudio de la Biología celular constituye un tributo a la curiosidad humana en su aspiración de realizar descubrimientos, y a la inteligencia creativa del ser humano para diseñar los complejos instrumentos y las elaboradas técnicas mediante las cuales se pueden efectuar esos descubrimientos. CITOLOGÍA Es la rama de la biología que estudia la estructura y la función de las células como unidades individuales Provienen del griego kitos=célula logos=estudio –tratado. Es la unidad funcional y estructural de todo ser vivo.

AÑO PERSONAJE ACONTECIMIENTO

1665 Robert Hooke Construyo un microscopio y observo que los tejidos vegetales estaban formados por pequeñas celadas a las que llamo células

1676 Antonio Van Leeuwenhoek Construyo microscopios de mayor aumento, descubriendo haci la existencia de los microorganismos

1831 Robert Brown Observo que el núcleo estaban todas las células vegetales

1838 Theodor Schwann Postulo que la célula era un principio de construcción de organismos más complejos

1855 Remarck y Virchow Afirmaron que toda célula proviene de otra célula

1865 Gregor Mendel Establece 2 principios - La primera ley o principio de segregación - La segunda ley o principio de distribución

independiente

1869 Friedrich Miescher Aisló el acido desoxirribonucleico (ADN)

1902 Suttony Boveri Refiere a que la información biológica hereditaria reside en los cromosomas

1911 Sturtewant Comenzó a construir mapas cromosómicos donde observo los locus y locis de los genes

1914 Robert Feulgen Descubrió que el ADN podía teñirse con fucsia demostrando que el ADN se encuentra en los cromosomas

1953 Watson y Crick Elaboraran un modelo de la doble erice del ADN

1997 Ian Wilmut Científico que colono la oveja Dolly

2000 Estados Unidos, Gran Bretaña, Francia, Alemania, Japón ,China

Las investigaciones realizadas por estos países dieron lugar al primer borrador del Genoma Humano. Actualmente el mapa del Genoma Humano esta descubierto en un 85%

El microscopio

Proviene del prefijo griego y la raíz griega: Micro = muy pequeño Scop = ver Es un instrumento que permite observar objetos que son demasiado pequeños para ser vistos a simple vista. El tipo más común y el primero que se inventó es el microscopio óptico. Se trata de un instrumento óptico que contiene dos o más lentes que permiten obtener una imagen aumentada del objeto y que funciona por refracción. Se atribuye su invención al fabricante de lentes holandés, Zacarías Jansen en el año 1590 y a Galileo en el año 1606, Al igual que el invento del telescopio le permitió ver objetos grandes, la creación del microscopio hizo que conociera objetos infinitamente pequeños, que hasta entonces no podía ver normalmente, y que le permitieron conocer el funcionamiento del cuerpo, plantas, minerales etc. Esto hizo que la investigación y la ciencia avanzaran a lo largo de la historia. La ciencia que investiga los objetos pequeños utilizando este instrumento se llama microscopía.

¿Para qué sirve un microscopio?

Un microscopio es un instrumento que nos permite observar entes demasiado pequeños para ser vistos a simple vista.

Microscopio binocular biológico

Este microscopio fuerte y robusto otorga las mejores posibilidades para toda clase de técnicas en trabajo de rutina para laboratorios escolares, clínicos y farmacéuticos.

Características del microscopio binocular biológico

- Alta eficiencia - Flexibilidad - Estabilidad

Ofrece el mejor rendimiento a un magnífico precio. Además, contamos con el modelo (VE-B2C) con baterías recargables para 40 horas de operación con una sola carga, para su uso en el laboratorio y en prácticas de campo.

Especificaciones del microscopio binocular biológico

Cabeza: Binocular tipo Siedentopf inclinada a 30º y giratoria 360º.

Ajuste de dioptrías y ajuste interpupilar de 55 -75 mm.

Oculares: WF 10X - 20 mm campo amplio.

Objetivos Acromáticos: 4X, 10X, 40X, Retráctil y 100X de inmersión retráctil.

Revolver: Cuádruple embalado.

Platina: Móvil integral de doble placa embalada con mandos coaxiales para movimientos X-Y con escala milimétrica y Vernier Tamaño de 140x132 mm. Con rango de movimiento de 70 x 40 mm.

Condensador: Abbe N.A. 1.25 con elevador por piñón y cremallera.

Diafragma: Iris con porta filtros

Enfoque: Micrométrico y Micrométrico Coaxial con hules antiderrapantes, y control de tensión.

Iluminación: Lámpara de Halógeno 6V/20W con control de intensidad variable.

Cuerpo: Estativo, robusto, reforzado, acabado en pintura epóxica.

Tipos de microscopios

Microscopio óptico

Microscopio simple

Microscopio compuesto

Microscopio de luz ultravioleta

Microscopio de fluorescencia

Microscopio petrográfico

Microscopio en campo oscuro

Microscopio de contraste de fase

Microscopio de luz polarizada

Microscopio confocal

Microscopio electrónico

Microscopio de iones en campo

Microscopio de sonda de barrido

Microscopio de efecto túnel

Microscopio de fuerza atómica

Microscopio binocular

Microscopio reflector Usos y aplicaciones de los microscopios Los microscopios pueden ser utilizados en distintas áreas, como pueden ser:

1. Escuelas 2. Laboratorios clínicos 3. Hospitales 4. Industria farmacéutica 5. Industria biológica 6. Industria alimenticia

Científica Vela Quin es líder en la fabricación y distribución de instrumentos científicos y de laboratorio para uso educacional y le ofrece los mejores microscopios que le ayudarán a cubrir sus necesidades, entre los que destacan el Microscopio Binocular Biológico modelo VE-B2. Observación de las células

Cebolla

Hormiga

Mosca

Menta

Corcho

Agua encharca

ORGANIAZCION ESTRUCTURAL Y FUNCIONAL DE LAS CELULAS Una célula (del latín cellula, diminutivo de cella, ‘hueco’) es la unidad morfológica y funcional de todo ser vivo. De hecho, la célula es el elemento de menor tamaño que puede considerarse vivo. De este modo, puede clasificarse a los organismos vivos según el número de células que posean: si sólo tienen una, se les denomina unicelulares (como pueden ser los protozoos o las bacterias, organismos microscópicos); si poseen más, se les llama pluricelulares.

Características Las células, como sistemas termodinámicos complejos, poseen una serie de elementos estructurales y funcionales comunes que posibilitan su supervivencia; no obstante, los distintos tipos celulares presentan modificaciones de estas características comunes que permiten su especialización funcional y, por ello, la ganancia de complejidad. De este modo, las células permanecen altamente organizadas a costa de incrementar la entropía del entorno, uno de los requisitos de la vida.

Características estructurales

Individualidad: Todas las células están rodeadas de una envoltura (que puede ser una bicapa lipídica desnuda, en células animales; una pared de polisacárido, en hongos y vegetales; una membrana externa y otros elementos que definen una pared compleja, en bacterias Gram negativas; una pared de peptidoglicano, en bacterias Gram positivas; o una pared de variada composición, enarqueas)9 que las separa y comunica con el exterior, que controla los movimientos celulares y que mantiene el potencial de membrana. Contienen un medio interno acuoso, el citosol, que forma la mayor parte del volumen celular y en el que están inmersos los orgánulos celulares. Poseen material genético en forma de ADN, el material hereditario de los genes, que contiene las instrucciones para el funcionamiento celular, así como ARN, a fin de que el primero se exprese. Tienen enzimas y otras proteínas, que sustentan, junto con otras biomoléculas, un metabolismo activo.

Características funcionales

Las células vivas son un sistema bioquímico complejo. Las características que permiten diferenciar las células de los sistemas químicos no vivos son: Nutrición. Las células toman sustancias del medio, las transforman de una forma a otra, liberan energía y eliminan productos de desecho, mediante el metabolismo. Crecimiento y multiplicación. Las células son capaces de dirigir su propia síntesis. A consecuencia de los procesos nutricionales, una célula crece y se divide, formando dos células, en una célula idéntica a la célula original, mediante la división celular. Diferenciación. Muchas células pueden sufrir cambios de forma o función en un proceso llamado diferenciación celular. Cuando una célula se diferencia, se forman algunas sustancias o estructuras que no estaban previamente formadas y otras que lo estaban dejan de formarse. La diferenciación es a menudo parte del ciclo celular en que las células forman estructuras especializadas relacionadas con la reproducción, la dispersión o la supervivencia. Señalización. Las células responden a estímulos químicos y físicos tanto del medio externo como de su interior y, en el caso de células móviles, hacia determinados estímulos ambientales o en dirección opuesta mediante un proceso que se denomina quimiotaxis. Además, frecuentemente las células pueden interaccionar o comunicar con otras células, generalmente por medio de señales o mensajeros químicos, como hormonas, neurotransmisores, factores de crecimiento... en seres pluricelulares en complicados procesos de comunicación celular y transducción de señales. Evolución. A diferencia de las estructuras inanimadas, los organismos unicelulares y pluricelulares evolucionan. Esto significa que hay cambios hereditarios (que ocurren a baja frecuencia en todas las células de modo regular) que pueden influir en la adaptación global de la célula o del organismo superior de modo positivo o

negativo. El resultado de la evolución es la selección de aquellos organismos mejor adaptados a vivir en un medio particular. Las propiedades celulares no tienen por qué ser constantes a lo largo del desarrollo de un organismo: evidentemente, el patrón de expresión de los genes varía en respuesta a estímulos externos, además de factores endógenos. Un aspecto importante a controlar es la pluripotencialidad, característica de algunas células que les permite dirigir su desarrollo hacia un abanico de posibles tipos celulares. En metazoos, la genética subyacente a la determinación del destino de una célula consiste en la expresión de determinados factores de transcripción específicos del linaje celular al cual va a pertenecer, así como a modificaciones epigenéticas. Además, la introducción de otro tipo de factores de transcripción mediante ingeniería genética en células somáticas basta para inducir la mencionada pluripotencialidad, luego este es uno de sus fundamentos moleculares. FORMA Y TAMAÑO DE LAS CELULAS

LA FORMA DE LAS CÉLULAS La forma de las células está determinada básicamente por su función. También depende de sus elementos más externos (pared celular, prolongaciones como cilios y flagelos) y de otros internos (citoesqueleto). Las células varían notablemente en cuanto a su forma, que de manera general, puede reducirse a la siguiente: variables y regular. a) CELULAS DE FORMA VARIBLE O IRREGULAR: Son células que constantemente cambian de forma según como se cumplan sus diversos estados fisiológicos. Por ejemplo los leucocitos en la sangre, son esféricos y en los tejidos toman diversa formas; las amebas que constantemente cambian de forma en las aguas estancadas. Estos constantes cambios que se producen se deben a la emisión de seudópodos, que no son si no prolongaciones transitorias del citoplasma. b) CELULAS DE FORMA ESTABLE, REGULAR O TIPICA: La forma estable que toman las células en los organismos pluricelulares se debe a la forma como se han adaptado para cumplir ciertas funciones en determinados tejidos u órganos. Son de las siguientes clases: 1.- ISODIAMÉTRICAS: Son las que tienen sus tres dimensiones iguales o casi iguales. Pueden ser: ESFÉRICAS: como los óvulos y los cocos (bacterias). OVOIDEOS: Como las levaduras. CÚBICAS: Folículo tiroideo. 2.- APLANADAS: Si sus dimensiones son mayores que el grosor. Generalmente forman tejidos de revestimiento, como las células epiteliales. 3.- ALARGADAS: En la cual un eje es mayor que los otros dos. Estas células forman parte de ciertas mucosas que tapizan el tubo digestivo; otros ejemplos lo tenemos en las fibras musculares. 4.- ESTRELLADAS: como las neuronas, dotadas de varios apéndices o prolongaciones que le dan un aspecto estrellado.

TAMAÑO DE LAS CÉLULAS: Las células son, generalmente de tamaño variable; por tal motivo la podemos dividir en tres grupos: Macroscópicas, microscópicas, y ultramicroscópicas. a) Células macroscópicas: Son las células observadas a simple vista. Eso obedece a lo voluminoso de alimentos de reserva que lo contienen. b) Células microscópicas: Se observan únicamente con el microscopio por escapar del límite de visibilidad luminosa, y cuyo tamaño se expresa en micras c) Células ultramicroscópicas: Son sumamente pequeñas y únicamente observables con el microscopio electrónico. Su unidad de medida es el milimicrón que es la millonésima parte del milímetro o la milésima parte de una micra, y el ángstrom que es la décima parte del milimicrón o la diez millonésima parte del milímetro. Ejemplo: los virus de la poliomielitis de la viruela, del sarampión, hepatitis, etc.

CÉLULA TAMAÑO

Glóbulos rojos 7 micras

Leucocito (glóbulos blancos) 7 - 15 μm

Hepatocito (célula del hígado) 20 micras

Espermatozoides 53 um

Óvulos 150 um

Neuronas 1 metro

Granos de polen 200-300 um

Huevos de aves (codorniz) 1cm

Huevos de aves (avestruz) 7cm

CÉLULA EUCARIOTA

Se llama célula eucariota —del griego eu, ‘bien’ o ‘normal’, y karyon, ‘nuez’ o ‘núcleo’—1 a todas las células con un núcleo celular demlimitado dentro de una doble capa lipídica: la envoltura nuclear, la cual es porosa y contiene su material hereditario, fundamentalmente su información genética.

Célula animal

Estructura

La estructura de las células animales puede ser dividida en:

- la envoltura celular, constituida por la membrana celular o membrana plasmática; - el citoplasma, en el que se hallan los orgánulos celulares: mitocondrias, lisosomas, aparato de

golgi, retículo endoplasmático liso, retículo endoplasmático rugoso, centriolos, y ribosomas; - el núcleo celular, formado por la membrana nuclear que engloba al nucleoplasma en el que se

localizan la cromatina y el nucléolo.

Membrana celular, membrana plasmática o plasmalema

Es el límite externo de las células eucarióticas. Es una estructura dinámica formada por 2 capas de fosfolípidos en las que se embeben moléculas de colesterol y proteínas. Los fosfolípidos tienen una cabeza hidrófila y dos colas hidrófobas. Las dos capas de fosfolípidos se sitúan con las cabezas hacia fuera y las colas, enfrentadas, hacia dentro. Es decir, los grupos hidrófilos se dirigen hacia la fase acuosa, los de la capa exterior de la membrana hacia el líquido extracelular y los de la capa interior hacia el citoplasma.Su función es delimitar la célula y controlar lo que sale e ingresa de la célula.

Citoplasma

El citoplasma es la parte del protoplasma que, en las células eucariotas, se encuentra entre el núcleo celular y la membrana plasmática. Consiste en una emulsión coloidal muy fina de aspecto granuloso, el citosol o hialoplasma, y una diversidad de orgánulos celulares que desempeñan diferentes funciones.

Su función es albergar los orgánulos celulares y contribuir al movimiento de éstos. El citosol es la sede de muchos de los procesos metabólicos que se dan en las células.

El citoplasma se divide en una región externa gelatinosa, cercana a la membrana, e implicada en el movimiento celular, que se denomina ectoplasma; y una parte interna más fluida que recibe el nombre de endoplasma y donde se encuentran la mayoría de los orgánulos.

Mitocondria

Diminuta estructura celular de doble membrana responsable de la conversión de nutrientes en el compuesto rico en energía trifosfato de adenosina (ATP), que actúa como combustible celular. Por esta función que desempeñan, llamada respiración celular, se dice que las mitocondrias son el motor de la célula.

Lisosoma

Saco delimitado por una membrana que se encuentra en las células con núcleo (eucarióticas) y contiene enzimas digestivas que degradan moléculas complejas. Los lisosomas abundan en las células encargadas de combatir las enfermedades, como los leucocitos, que destruyen invasores nocivos y restos celulares.

Aparato de Golgi

Parte diferenciada del sistema de membranas en el interior celular, que se encuentra tanto en las células animales como en las vegetales y tiene la función de producir algunas sustancias y empaquetarlas en el interior de las vesículas. Dichas sustancias pueden ser vertidas al exterior, o bien quedarse dentro de la célula.

Retículo endoplasmático

El retículo endoplasmático es un complejo sistema de membranas dispuestas en forma de sacos aplanados y túbulos que están interconectados entre sí compartiendo el mismo espacio interno. Sus membranas se continúan con las de la envuelta nuclear y se pueden extender hasta las proximidades de la membrana plasmática, llegando a representar más de la mitad de las membranas de una célula. Debido a que los ácidos grasos que las componen suelen ser más cortos, son más delgadas que las demás.

El retículo organiza sus membranas en regiones o dominios que realizan diferentes funciones. Los dos dominios más fáciles de distinguir son el retículo endoplasmático rugoso, con sus membranas formando túbulos más o menos rectos, a veces cisternas aplanadas, y con numerosos ribosomas asociados, y el retículo endoplasmático liso, sin ribosomas asociados y con membranas organizadas formando túbulos muy curvados e irregulares.

La membrana externa de la envuelta nuclear se puede considerar como parte del retículo endoplasmático puesto que es una continuación física de él y se pueden observar ribosomas asociados a ella realizando la traducción. El retículo endoplasmático rugoso y el liso suelen ocupar espacios celulares diferentes como ocurre en los hepatocitos, en las neuronas y en las células que sintetizan esteroides. Sin embargo, en algunas regiones del retículo no existe una segregación clara entre ambos dominios y se aprecian áreas de membrana con ribosomas mezcladas con otras sin ribosomas. La disposición espacial del retículo endoplasmático en las células animales depende de sus interacciones con los microtúbulos, mientras que en las vegetales son los filamentos de actina los responsables.

Retículo endoplasmático rugoso

El retículo endoplasmático rugoso está presente en todas las células eucariotas (inexistente en las procariotas) y predomina en aquellas que fabrican grandes cantidades de proteínas para exportar. Se continúa con la membrana externa de la envoltura nuclear, que también tiene ribosomas adheridos. Su superficie externa está cubierta de ribosomas, donde se produce la síntesis de proteínas. Transporta las proteínas producidas en los ribosomas hacia las regiones celulares en que sean necesarias o hacia el aparato de Golgi, desde donde se pueden exportar al exterior.

Retículo endoplasmático liso

El retículo endoplasmático liso desempeña varias funciones. Interviene en la síntesis de casi todos los lípidos que forman la membrana celular y las otras membranas que rodean las demás estructuras celulares, como las mitocondrias. Las células especializadas en el metabolismo de lípidos, como las hepáticas, suelen tener más RE liso. El RE liso también interviene en la absorción y liberación de calcio para mediar en algunos tipos de actividad celular. En las células del músculo esquelético, por ejemplo, la liberación de calcio por parte del RE activa la contracción muscular.

Centriolo o centríolo

Un centriolo o centríolo es un orgánulo con estructura cilíndrica, constituido por 9 tripletes de microtúbulos, que forma parte del citoesqueleto. Una pareja de centríolos posicionados perpendicularmente entre sí y localizada en el interior de una célula se denomina diplosoma. Cuando el diplosoma se halla rodeado de material pericentriolar (una masa proteica densa), recibe el nombre de centrosoma o centro organizador de microtúbulos (COMT), el cual es característico de las células animales.

Los centriolos permiten la polimerización de microtúbulos de dímeros de tubulina, que forman parte del citoesqueleto y que se irradian a partir del mismo mediante una disposición estrellada llamada huso mitótico.

Además, intervienen en la división celular, contribuyen al mantenimiento de la forma de la célula, transportan orgánulos y partículas en el interior de la célula, forman elementos estructurales como el huso mitótico y conforman el eje citoesquelético en cilios y flagelos eucariotas, así como el de los corpúsculos basales.

Núcleo

Es el órgano más conspicuo en casi todas las células animales y vegetales, está rodeado de forma característica por una membrana, es esférico y mide unas 5 µm de diámetro. Dentro del núcleo, las moléculas de ADN y proteínas están organizadas en cromosomas que suelen aparecer dispuestos en pares idénticos. Los cromosomas están muy retorcidos y enmarañados y es difícil identificarlos por separado.

Nucleoplasma

El núcleo de las células eucarióticas es una estructura discreta que contiene los cromosomas, recipientes de la dotación genética de la célula. Está separado del resto de la célula por una membrana nuclear de doble capa y contiene un material llamado nucleoplasma. La membrana nuclear está perforada por poros que permiten el intercambio de material celular entre nucleoplasma y citoplasma.

Cromatina

La cromatina es el conjunto de ADN, histonas y proteínas no histónicas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas y que constituye el genoma de dichas células.

Las unidades básicas de la cromatina son los nucleosomas. Estos se encuentran formados por aproximadamente 146 pares de bases de longitud (el número depende del organismo), asociados a un complejo específico de 8 histonas nucleosómicas (octámero de histonas). Finalmente, continúa el incremento del empaquetamiento del ADN hasta obtener los cromosomas que observamos en la metafase, el cual es el máximo nivel de condensación del ADN.

Nucléolo

El nucléolo es una región del núcleo que se considera una estructura supra-macromolecular,6 7 que no posee membrana que lo limite. La función principal del nucléolo es latranscripción del ácido ribonucleico

ribosomal (ARNr) por la polimerasa I, y el posterior procesamiento y ensamblaje de los pre-componentes que formarán los ribosomas.

Además, el nucléolo tiene roles en otras funciones celulares tales como la regulación del ciclo celular, las respuestas de estrés celular, la actividad de la telomerasa y el envejecimiento.

Estos hechos muestran la naturaleza multifuncional del nucléolo, que se refleja en la complejidad de su composición de proteínas y de ARN, y se refleja también en los cambios dinámicos que su composición molecular presenta en respuesta a las condiciones celulares variables.

Célula vegetal

Una célula vegetal es un tipo de célula eucariota de la que se componen muchos tejidos en las animales. A menudo, es descrita con los rasgos de una célula del parénquima asimilador de una planta vascular. Pero sus características no pueden generalizarse al resto de las células de una planta, meristemáticas o adultas, y menos aún a las de los muy diversos organismos imprecisamente llamados vegetales.

Pared celular

Se distinguen una pared primaria y una secundaria, que se desarrollan en forma propagada a las microfibrillas de celulosa dispuestas de manera ordenada, con una estructura más densa que la pared primaria. No permite el crecimiento de la célula; solamente aumenta su espesor por aposición, es decir, por depósito de microfibrillas de celulosa. Generalmente presenta tres capas, aunque pueden ser más.

Cuando existe pared celular secundaria, el contenido celular desaparece, quedando en su lugar un hueco denominado lúmen celular. Por eso, todas las células con pared secundaria son células muertas.

Cloroplastos

Los cloroplastos están compuesto por el hialoplasma o citosol, disolución acuosa de moléculas orgánicas e iones, y los orgánulos citoplasmáticos, como los plastos, mitocondrias, ribosomas, aparato de Golgi. Las membranas del retículo endoplásmico son relativamente escasas y están enmascaradas por los numerosos ribosomas que llenan el citosol. El gran desarrollo del retículo endoplásmico durante la diferenciación celular se relaciona con la intensa hidratación que experimenta el cloroplasto. Este proceso da lugar a enormes vacuolas que se llenan de líquido que se suelen unir entre sí, como pared celular.

Plasmodesmo

Vacuola

Plastos

Cloroplastos

Leucoplastos

Cromoplastos

Aparato de Golgi

Ribosomas

Retículo endoplasmático

Mitocondrias

Membrana célular ( la célula vegetal)

Citoplasma

Núcleo

ADN (ácido desoxirribonucleico)

Cromatina ( la célula vegetal)

ARN (ácido ribonucleico)

DIFERENCIA Y SEMEJANZA ENTRE CÉLULA EUCARIOTA ANIMAL Y VEGETAL

La célula vegetal se diferencia de otras células eucariotas, principalmente de las células animales, en que

posee pared celular, cloroplastos, y una gran vacuola central. Debido a la presencia de una pared celular rígida,

las células vegetales tienen una forma constante.

Célula animal típica Célula vegetal típica

Estructuras básicas

Membrana plasmática

Citoplasma

Citoesqueleto

Membrana plasmática

Citoplasma

Citoesqueleto

Orgánulos Núcleo (con nucléolo)

Retículo endoplasmático rugoso

Retículo endoplasmático liso

Ribosomas

Aparato de Golgi

Mitocondria

Vesículas

Lisosomas

Vacuolas

Centrosoma (con centriolos)

Núcleo (con nucléolo)

Retículo endoplasmático rugoso

Retículo endoplasmático liso

Ribosomas

Aparato de Golgi (dictiosomas)

Mitocondria

Vesículas

Lisosomas

Vacuola central (con tonoplasto)

Plastos (cloroplastos, leucoplastos, cromoplastos)

Microcuerpos (peroxisomas, glioxisomas)

Estructuras adicionales

Flagelo

Cilios

Flagelo (sólo en gametos)

Pared celular

Plasmodesmos

Célula procariota

Se llama procariota a las células sin núcleo celular definido, es decir, cuyo material genético se encuentra disperso en elcitoplasma, reunido en una zona denominada nucleoide.1 Por el contrario, las células que sí tienen un núcleo diferenciado del citoplasma, se llaman eucariotas, es decir aquellas cuyo ADN se encuentra dentro de un compartimiento separado del resto de la célula.

CÉLULA EUCARIOTA Y PROCARIOTA

Diferencias y semejanzas de una célula eucariota y procariota

Característica Procariota Eucariota

Antigüedad Su antigüedad es de 3500 millones de años.

Su antigüedad es de 1500 millones de años.

Medida Mide entre 1 y 10 micras. Mide entre 10 y 100 micras

Organelos No tiene organelos membranosos. Si tiene organelos membranosos.

Reproducción Su reproducción es asexual por fisión binaria y consiste en que la célula se divide dando origen a dos células iguales.

Se reproducen asexualmente (fisión binaria, gemación, entre otras) y también sexualmente

Alimentación Son autótrofas y son heterótrofas Son autótrofas y son heterótrofas

Respiración Anaerobia y aerobia Aerobia

Diferencias y semejanzas de una célula eucariota animal - vegetal y procariota

Ciclo celular

El ciclo celular es un conjunto ordenado de sucesos que conducen al crecimiento de la célula y la división en dos células hijas. Las células que se encuentran en el ciclo celular se denominan «proliferantes» y las que se encuentran en fase G0 se llaman células «quiescentes». Todas las células se originan únicamente de otra existente con anterioridad. El ciclo celular se inicia en el instante en que aparece una nueva célula, descendiente de otra que se divide, y termina en el momento en que dicha célula, por división subsiguiente, origina dos nuevas células hijas.

Mitosis

Micrografía de una célula mitótica pulmonar de tritón. Cromosomas homólogos en mitosis (arriba) y . meiosis (abajo).

En biología, la mitosis es un proceso que ocurre en el núcleo de las células eucarióticas y que precede inmediatamente a ladivisión celular, consistente en el reparto equitativo del material hereditario (ADN) característico. Este tipo de división ocurre en las células somáticas y normalmente concluye con la formación de dos núcleos separados (cariocinesis), seguido de la partición del citoplasma (citocinesis), para formar dos células hijas.

La mitosis completa, que produce células genéticamente idénticas, es el fundamento del crecimiento, de la reparación tisular y de la reproducción asexual. La otra forma de división del material genético de un núcleo se denomina meiosis y es un proceso que, aunque comparte mecanismos con la mitosis, no debe confundirse con ella ya que es propio de la división celular de los gametos. Produce células genéticamente distintas y, combinada con la fecundación, es el fundamento de lareproducción sexual y la variabilidad genética.

Interfase

Durante la interfase, la célula se encuentra en estado basal de funcionamiento. Es cuando se lleva a cabo la replicación del ADN y la duplicación de los organelos para tener un duplicado de todo antes de dividirse. Es la etapa previa a la mitosis donde la célula se prepara para dividirse, en ésta, los centríolos y la cromatina se duplican, aparecen los cromosomas los cuales se observan dobles. El primer proceso clave para que se de la división nuclear es que todas las cadenas de ADN se dupliquen (replicación del ADN); esto se da inmediatamente antes de que comience la división, en un período del ciclo celular llamado interfase, que es aquel momento de la vida celular en que ésta no se está dividiendo. Tras la replicación tendremos dos juegos de cadenas de ADN, por lo que la mitosis consistirá en separar esas cadenas y llevarlas a las células hijas. Para conseguir esto se da otro proceso crucial que es la conversión de la cromatina en cromosomas.

La duración del ciclo celular en una célula típica es de 16 horas: 5 horas para G1, 7 horas para S, tres horas para G2 y 1 hora para la división. Este tiempo depende del tipo de célula que sea.

Profase: Los dos centros de origen de los microtúbulos (en verde) son loscentrosomas. La cromatina ha comenzado a condensarse y se observan las cromátidas(en azul). Las estructuras en color rojo son los cinetocoros. (Micrografía obtenida utilizando marcajes fluorescenteses).

Profase

Se produce en ella la condensación del material genético (ADN, que en interfase existe en forma decromatina), para formar unas estructuras altamente organizadas, los cromosomas. Como el material genético se ha duplicado previamente durante la fase S de la Interfase, los cromosomas replicados están formados por dos cromátidas, unidas a través del centrómero por moléculas de cohesinas.

Uno de los hechos más tempranos de la profase en las células animales es la duplicación del centrosoma; los dos centrosomas hijos (cada uno con dos centriolos) migran entonces hacia extremos opuestos de la célula. Los centrosomas actúan como centros organizadores de unas estructuras fibrosas, los microtúbulos, controlando su formación mediante la polimerización de tubulinasoluble. De esta forma, el huso de una célula mitótica tiene dos polos que emanan microtúbulos.

En la profase tardía desaparece el nucléolo y se desorganiza la envoltura nuclear.

Metafase

A medida que los microtúbulos encuentran y se anclan a los cinetocoros durante la prometafase, los centrómeros de los cromosomas se congregan en la "placa metafásica" o "plano ecuatorial", una línea imaginaria que es equidistante de los dos centrosomas que se encuentran en los 2 polos del huso. Este alineamiento equilibrado en la línea media del huso se debe a las fuerzas iguales y opuestas que se generan por los cinetocoros hermanos.

Dado que una separación cromosómica correcta requiere que cada cinetocoro esté asociado a un conjunto de microtúbulos (que forman las fibras cinetocóricas), los cinetocoros que no están anclados generan una señal para evitar la progresión prematura hacia anafase antes de que todos los cromosomas estén correctamente anclados y alineados en la placa metafásica.

Anafase: los microtúbulos anclados acinetocoros se acortan y los dos juegos de cromosomas se aproximan a cada uno de los centrosomas.

Anafase

Cuando todos los cromosomas están correctamente anclados a los microtúbulos del huso y alineados en la placa metafásica, la célula procede a entrar en anafase (del griego ανα que significa "arriba", "contra", "atrás" o "re-"). Es la fase crucial de la mitosis, porque en ella se realiza la distribución de las dos copias de la información genética original.

Entonces tienen lugar dos sucesos. Primero, las proteínas que mantenían unidas ambas cromatidas hermanas (las cohesinas), son cortadas, lo que permite la separación de las cromátidas. Estas cromátidas hermanas, que ahora son cromosomas hermanos diferentes, son separados por los microtúbulos anclados a sus cinetocoros al desensamblarse, dirigiéndose hacia los centrosomas respectivos.

A continuación, los microtúbulos no asociados a cinetocoros se alargan, empujando a los centrosomas (y al conjunto de cromosomas que tienen asociados) hacia los extremos opuestos de la célula. Este movimento parece estar generado por el rápido ensamblaje de los microtúbulos.

Estos dos estados se denominan a veces anafase temprana (A) y anafase tardía (B). La anafase temprana viene definida por la separación de cromátidas hermanas, mientras que la tardía por la elongación de los microtúbulos que produce la separación de los centrosomas. Al final de la anafase, la célula ha conseguido separar dos juegos idénticos de material genético en dos grupos definidos, cada uno alrededor de un centrosoma.

Telofase: Los cromosomas decondensados están rodeados por la membrana nuclearica.

Telofase

La telofase (del griego τελος, que significa "finales") es la reversión de los procesos que tuvieron lugar durante la profase y prometafase. Durante la telofase, los microtúbulos no unidos a cinetocoros continúan alargándose, estirando aún más la célula. Los cromosomas hermanos se encuentran cada uno asociado a uno de los polos. La membrana nuclear se reforma alrededor de ambos grupos cromosómicos, utilizando fragmentos de la membrana nuclear de la célula original. Ambos juegos de cromosomas, ahora formando dos nuevos núcleos, se descondensan de nuevo en cromatina. La cariocinesis ha terminado, pero la división celular aún no está completa. Sucede una secuencia inmediata al terminar.

Especies desconocidas de ciliophora en las últimas fases de la mitosis (citocinesis), con el surco de división siendo claramente visible.

Meiosis

Los pasos preparatorios que conducen a la meiosis son idénticos en patrón y nombre a la interfase del ciclo mitótico de la célula. La interfase se divide en tres fases:

- Fase G1: caracterizada por el aumento de tamaño de la célula debido a la fabricación acelerada de orgánulos, proteínas y otras materias celulares.

- Fase S : se replica el material genético, es decir, el ADN se replica dando origen a dos cadenas nuevas, unidas por el centrómero. Los cromosomas, que hasta el momento tenían una sola cromátida, ahora tienen dos. Se replica el 98 % del ADN, el 2 % restante queda sin replicar.

- Fase G2: la célula continúa aumentando su biomasa.

Meiosis I

En meiosis 1, los cromosomas en una célula diploide se dividen nuevamente. Este es el paso de la meiosis que genera diversidad genética.

Meiosis. Se divide en dos etapas. Meiosis I o fase reductiva: su principal característica es que el material genético de las céulas hijas es la mitad (n) del de las células progenitoras (2n). Meiosis II o fase duplicativa: las células resultantes de esta etapa tienen diferente contenido genético que sus células progenitoras (n).

Profase I La Profase I de la primera división meiótica es la etapa más compleja del proceso y a su vez se divide en 5 sub etapas, que son:

Leptoteno

La primera etapa de Profase I es la etapa del leptoteno, durante la cual los cromosomas individuales comienzan a condensar en filamentos largos dentro del núcleo. Cada cromosoma tiene un elemento axial, un armazón proteico que lo recorre a lo largo, y por el cual se ancla a la envuelta nuclear. A lo largo de los cromosomas van apareciendo unos pequeños engrosamientos denominados cromómeros. La masa cromática es 4c y es diploide 2n.

Zigoteno o zigonema

Los cromosomas homólogos comienzan a acercarse hasta quedar recombinados en toda su longitud. Esto se conoce como sinapsis (unión) y el complejo resultante se conoce como bivalente o tétrada (nombre que prefieren los citogenetistas), donde los cromosomas homólogos (paterno y materno) se aparean, asociándose así cromátidas homólogas. Producto de la sinapsis, se forma el complejo sinaptonémico (estructura observable solo con el microscopio electrónico).

La disposición de los cromómeros a lo largo del cromosoma parece estar determinado genéticamente. Tal es así que incluso se utiliza la disposición de estos cromómeros para poder distinguir cada cromosoma durante la profase I meiótica.

Además el eje proteico central pasa a formar los elementos laterales del complejo sinaptonémico, una estructura proteica con forma de escalera formada por dos elementos laterales y uno central que se van cerrando a modo de cremallera y que garantiza el perfecto apareamiento entre homólogos. En el

apareamiento entre homólogos también está implicada la secuencia de genes de cada cromosoma, lo cual evita el apareamiento entre cromosomas no homólogos.

Durante el zigoteno concluye la replicación del ADN (2% restante) que recibe el nombre de zig-ADN.

Paquiteno

Una vez que los cromosomas homólogos están perfectamente apareados formando estructuras que se denominan bivalentes se produce el fenómeno de entrecruzamiento cromosómico (crossing-over) en el cual las cromátidas homólogas no hermanas intercambian material genético. La recombinación genética resultante hace aumentar en gran medida la variación genética entre la descendencia de progenitores que se reproducen por vía sexual.

La recombinación genética está mediada por la aparición entre los dos homólogos de una estructura proteica de 90 nm de diámetro llamada nódulo de recombinación. En él se encuentran las enzimas que medían en el proceso de recombinación.

Durante esta fase se produce una pequeña síntesis de ADN, que probablemente está relacionada con fenómenos de reparación de ADN ligados al proceso de recombinación.

Diploteno

Los cromosomas continúan condensándose hasta que se pueden comenzar a observar las dos cromátidas de cada cromosoma. Además en este momento se pueden observar los lugares del cromosoma donde se ha producido la recombinación. Estas estructuras en forma de X reciben el nombre quiasmas. Cada quiasma se origina en un sitio de entrecruzamiento, lugar en el que anteriormente se rompieron dos cromátidas homólogas que intercambiaron material genético y se reunieron.

En este punto la meiosis puede sufrir una pausa, como ocurre en el caso de la formación de los óvulos humanos. Así, la línea germinal de los óvulos humanos sufre esta pausa hacia el séptimo mes del desarrollo embrionario y su proceso de meiosis no continuará hasta alcanzar la madurez sexual. A este estado de latencia se le denomina dictioteno.

Diacinesis

Esta etapa apenas se distingue del diplonema. Podemos observar los cromosomas algo más condensados y los quiasmas. El final de la diacinesis y por tanto de la profase I meiótica viene marcado por la rotura de la membrana nuclear. Durante toda la profase I continuó la síntesis de ARN en el núcleo. Al final de la diacinesis cesa la síntesis de ARN y desaparece el nucléolo.

Anotaciones de la Profase I

La membrana nuclear desaparece. Un cinetocoro se forma por cada cromosoma, no uno por cada cromátida, y los cromosomas adosados a fibras del huso comienzan a moverse. Algunas veces las tétradas son visibles al microscopio. Las cromátidas hermanas continúan estrechamente alineadas en toda su longitud, pero los cromosomas homólogos ya no lo están y sus centrómeros y cinetocoros se encuentran separados.

Metafase l El huso acromático totalmente desarrollado, los cromosomas se sitúan en el plano ecuatorial y unen sus centrómeros a los filamentos del huso.En la metafase I, los pares de cromosomas homólogos unen el huso acromático originado durante la profase I y se sitúa en la región ecuatorial de la ceula. Sin embargo, hay una diferencia fundamental entre la metafase de la meiosis y la metafase de la mitosis. En esta ultima, cada cromosoma duplicado se adhiere a microtúbulos de ambos polos, de modo que son cromatidas humanas queden unidas a polos opuestos de las celula.En la metafase de la meiosis I, en cambio, cada cromosoma duplicado se unen microtubulos provenienes de uno de los polos, mientras sus homólogos comiencen arrastrados hacia los polos opuestos de las células, pero estos no se separan inmediatamente, ya fragmentos intercambiados durante la permutación a un continua unidos a sus cromatidas originales durante las cohesiones.

Anafase I Los quiasmas se separan de forma uniforme. Los microtúbulos del huso se acortan en la región del cinetocoro, con lo que se consigue remolcar los cromosomas homólogos a lados opuestos de la célula, junto con la ayuda de proteínas motoras. Ya que cada cromosoma homólogo tiene solo un cinetocoro, se forma un juego haploide (n) en cada lado. En la repartición de cromosomas homólogos, para cada par, el cromosoma materno se dirige a un polo y el paterno al contrario. Por tanto el número de cromosomas maternos y paternos que haya a cada polo varía al azar en cada meiosis. Por ejemplo, para el caso de una especie 2n = 4 puede ocurrir que un polo tenga dos cromosomas maternos y el otro los dos paternos; o bien que cada polo tenga uno materno y otro paterno

Telofase I Cada célula hija ahora tiene la mitad del número de cromosomas pero cada cromosoma consiste en un par de cromátidas. Los microtúbulos que componen la red del huso mitótico desaparece, y una membrana nuclear nueva rodea cada sistema haploide. Los cromosomas se desenrollan nuevamente dentro de la carioteca (membrana nuclear). Ocurre la citocinesis (proceso paralelo en el que se separa la membrana celular en las células animales o la formación de esta en las células vegetales, finalizando con la creación de dos células hijas). Después suele ocurrir la intercinesis, parecido a una segunda interfase, pero no es una interfase verdadera, ya que no ocurre ninguna réplica del ADN. No es un proceso universal, ya que si no ocurre las células pasan directamente a la metafase II.

Meiosis II

La meiosis II es similar a la mitosis. Las cromátidas de cada cromosoma ya no son idénticas en razón de la recombinación. La meiosis II separa las cromátidas produciendo dos células hijas, cada una con 23 cromosomas (haploide), y cada cromosoma tiene solamente una cromátida.

Profase II

Profase Temprana:

Comienzan a desaparecer la envoltura nuclear y el nucléolo. Se hacen evidentes largos cuerpos filamentosos de cromatina, y comienzan a condensarse como cromosomas visibles.

Profase Tardía II:

Los cromosomas continúan acortándose y engrosándose. Se forma el huso entre los centríolos, que se han desplazado a los polos de la célula.

Metafase II

Las fibras del huso se unen a los cinetocoros de los cromosomas. Estos últimos se alinean a lo largo del plano ecuatorial de la célula. La primera y segunda metafase pueden distinguirse con facilidad, en la metafase I las cromátidas se disponen en haces de cuatro (tétrada) y en la metafase II lo hacen en grupos de dos (como en la metafase mitótica).

Anafase II

Las cromátidas se separan en sus centrómeros, y un juego de cromosomas se desplaza hacia cada polo. Durante la Anafase II las cromátidas, unidas a fibras del huso en sus cinetocoros, se separan y se desplazan a polos opuestos, como lo hacen en la anafase mitótica. Como en la mitosis, cada cromátida se denomina ahora cromosoma.

Telofase II

En la telofase II hay un miembro de cada par homólogo en cada polo. Cada uno es un cromosoma no duplicado. Se reensamblan las envolturas nucleares, desaparece el huso acromático, los cromosomas se alargan en forma gradual para formar hilos de cromatina, y ocurre la citocinesis.

Tejidos

tejido nervioso

En biología, los tejidos son aquellos materiales constituidos por un conjunto organizado de células, con sus respectivos orgánulos iguales (o con pocas desigualdades entre células diferenciadas), distribuidas regularmente, con un comportamiento fisiológico coordinado y unorigen embrionario común. Se llama histología al estudio de estos tejidos orgánicos.

Muchas palabras del lenguaje común, como pulpa, carne o ternilla, designan materiales biológicos en los que un tejido determinado es el constituyente único o predominante; los ejemplos anteriores se corresponderían respectivamente con parénquima, tejido muscular o tejido cartilaginoso.

Sólo algunas estirpes han logrado desarrollar la pluricelularidad en el curso de la evolución, y de éstas en sólo dos se reconoce únicamente la existencia de tejidos, a saber, las plantas vasculares, y los animales (o metazoos). En general se admite también que hay verdaderos tejidos en las algas pardas. Dentro de cada uno de estos grupos, los tejidos son esencialmente homólogos, pero son diferentes de un grupo a otro y su estudio y descripción es independiente.

Epitelio

El epitelio es el tejido formado por una o varias capas de células unidas entre sí, que puestas recubren todas las superficies libres del organismo, y constituyen el revestimiento interno de las cavidades, órganos huecos, conductos del cuerpo, así como forman las mucosas y las glándulas. Los epitelios también forman el parénquima de muchos órganos, como el hígado. Ciertos tipos de células epiteliales tienen vellos diminutos denominados cilios, los cuales ayudan a eliminar sustancias extrañas, por ejemplo, de las vías respiratorias. El tejido epitelial deriva de las tres capas germinativas: ectodermo, endodermo y mesodermo.

Clasificación de los epitelios

Según la función del epitelio:

Epitelio de revestimiento o pavimentoso: Es el que recubre externamente la piel o internamente los conductos y cavidades huecas del organismo, en el que las células epiteliales se disponen formando láminas.

Epitelio glandular: Es el que forma las glándulas y tiene gran capacidad de producir sustancias.

Epitelio sensorial: Contiene células sensoriales y en una forma epitelial adicional.

Epitelio respiratorio: De las vías aéreas.

Epitelio intestinal: Contiene células individuales con función sensorial específica.

Según el número de capas de células que lo formen:

Epitelio simple: Formado por una sola capa

Epitelio estratificado: Formado por más de 2 capas ordenadas , con varias líneas de núcleo

Según la forma de las células epiteliales:

Epitelios planos o escamosos: Formado por células planas, con mucho menos altura que anchura y un núcleo aplanado.

Epitelios cúbicos: Formado por células cúbicas, con igual proporción en altura y anchura y un núcleo redondo.

Epitelios prismáticos o cilíndricos: Formado por células columnares, con altura mucho mayor que la anchura y un núcleo ovoide.

Epitelio pseudoestratificado: Formado por una capa de células de forma desordenada.

Epitelio simple o monoestratificado

El epitelio está formado por una sola capa de células y todos los núcleos celulares están a la misma altura. Los epitelios simples pueden ser:

Epitelio plano simple:Este epitelio está compuesto por una capa única de células planas firmemente unidas. Las células presentan un núcleo prominente y aplanado, por lo que es difícil observarlo. Se encuentra en los vasos sanguíneos y linfáticos (endotelio vascular) , en la cubierta del ovario, en los alvéolos pulmonares, el asa de Henle, lacápsula de Bowman y también el mesotelio de las serosas. Se adapta a funciones de revestimiento y desplazamiento de las superficies entre sí. Su función es principalmente de intercambio y lubricación.

Epitelio cúbico simple: Las funciones del epitelio simple cúbico más importantes son la absorción y secreción. La capa de células unidas de forma cúbica con un núcleo redondo ubicado en el centro, reviste los ductos de muchas glándulas endocrinas (tiroides, por ejemplo), así como los ductos del riñón (túbulos renales) y la capa germinativa de la superficie del ovario.

Epitelio cilíndrico simple: Sus funciones son la absorción y secreción por ejemplo el revestimiento del tracto digestivo desde el cardias, en el estómago, hasta el ano,vesícula biliar y conductos mayores de las glándulas. Las células cilíndricas presentan un núcleo ovoide a un mismo nivel. Pueden presentar un borde estriado o microvellosidades. El epitelio columnar simple que reviste el útero, oviductos, conductos deferentes, pequeños bronquiolos y senos paranasales es ciliado.

Epitelio estratificado o poliestratificado

El epitelio estratificado es una clase de epitelio formado por varias capas celulares. Se denominan según la forma de las células superficiales, pudiendo ser estratificados planos o escamosos, estratificados cúbicos y estratificados cilíndricos sin aludir a las formas celulares de los otros estratos.

Epitelio estratificado plano: Existen dos tipos según la presencia o ausencia de queratina:

Epitelio plano estratificado queratinizado: Es el que forma la epidermis de la piel, en el que las células más superficiales están muertas y cuyo núcleo y citoplasma ha sido reemplazado por queratina, que forma una capa fuerte y resistente a la fricción, impermeable al agua y casi impenetrable por bacterias, adaptándose a funciones de protección.

Epitelio plano estratificado no queratinizado: Presenta varias capas de células planas, de las cuales, las más superficiales presentan núcleo y las más profunda está en contacto con la lámina basal. Las

más profundas son cuboides, las del medio poliédricas y las de la superficie son planas. Este tipo de epitelio lo encontramos en las mejillas, la lengua, la faringe, el esófago, las cuerdas vocales verdaderas y la vagina.

Epitelio estratificado columnar: Tiene funciones de protección y es poco frecuente. Se localiza en pequeñas zonas de la faringe, en algunas partes de la uretra masculina, en algunos de los conductos excretorios mayores y en la conjuntiva ocular. Normalmente la capa basal se compone de células bajas de forma poliédricas regular, y solo las células superficiales son cilíndricas.

Epitelio cúbico estratificado: Solo se encuentra en los conductos de glándulas sudoríparas y consta de dos capas de células cúbicas siendo las más superficiales de menor tamaño.

Epitelio pseudoestratificado

Son aquellos epitelios en que todas las células hacen contacto con la lámina basal, pero no todas alcanzan la superficie, por lo que en realidad son epitelios simples, con varios tipos de células dispuestas en una sola capa, pero con sus núcleos a diferentes niveles, dando el falso aspecto de tener varias capas. Las células que no llegan a la superficie tienen una base ancha con un extremo apical estrecho, en cuanto a las que llegan tienen una base estrecha y el extremo apical ancho. Encontramos este tejido en la uretramasculina, epidídimo y grandes conductos excretores. El más distribuido de epitelio pseudoestratificado es el tipo ciliado encontrado en la mucosa de la tráquea y bronquiosprimarios, el conducto auditivo, parte de la cavidad timpánica, cavidad nasal y el saco lagrimal.

Tejido conjuntivo

En histología, el tejido conjuntivo (TC), también llamado tejido conectivo, es un conjunto heterogéneo de tejidos orgánicos que comparten un origen común a partir delmesénquima embrionario originado a partir del mesodermo.1

Así entendidos, los tejidos conjuntivos concurren en la función primordial de sostén e integración sistémica del organismo. De esta forma, el TC participa de la cohesión o separación de los diferentes elementos tisulares que componen los órganos y sistemas, y también se convierte en un medio logístico a través del cual se distribuyen las estructuras vasculonerviosas.

Con criterio morfo funcional, los tejidos conjuntivos se dividen en dos grupos:

los tejidos conjuntivos no especializados

los tejidos conjuntivos especializados

Los tejidos conjuntivos

Tejidos conjuntivos no especializados

Tejidos conjuntivos especializados

Son un grupo de tejidos muy diversos, que comparten: Su función de relleno, ocupando los espacios entre otros tejidos y entre órganos, y de sostén del organismo, constituyendo el soporte material del cuerpo.

Su estructura. Están formados por: - Células bastante separadas entre sí. Se denominan con la terminación “-blasto” cuando tienen capacidad de división y fabrican la matriz intercelular y con la terminación “-cito” cuando pierden la capacidad de división. - Fibras de colágeno (proporcionan resistencia a la tracción), de elastina (proporcionan elasticidad) y dereticulina (proporcionan unión a las demás estructuras). - Matriz intercelular de consistencia variable que rellena los espacios entre células y fibras y constituida por agua, sales minerales, polipéptidos y azúcares. La consistencia de la matriz determina la clasificación de los tejidos conectivos.

Tejido conjuntivo: Su matriz es de consistencia gelatinosa, sus células características son los fibroblastos (presenta además Macrófagos, Linfocitos y Mastocitos). Según el tipo y densidad de fibras podemos encontrar:

Dermis, con abundantes fibras de elastina, Tej conjuntivo laxo.

Tendones y ligamentos, predominio de fibras colágenas, Tej. conjuntivo fibroso

Vasos sanguíneos, muchas más fibras elásticas que en la dermis, Tej conjuntivo elástico. Amígdalas, gánglios, bazo, predomina la reticulina, Tej. conjuntivo reticular.

Tejido adiposo: Similar al tej. conjuntivo laxo pero con menos fibras. Sus células características, denominadas adipocitos, se especializan en el almacenamientos de lípidos. Se localiza bajo la dermis, rodeando a órganos internos como el

riñón y en el interior de la parte central de los huesos largos (médula ósea amarilla o tuétano). Su función es de reserva energética y como aislante térmico y mecánico.

Tejido cartilaginoso: Formado por una matriz muy rica en fibras de colágena y elastina, gelatinosa pero mucho más consistente que el tejido conjuntivo y con unas células específicas denominadas condrocitos. El tejido cartilaginoso no tiene vasos sanguíneos ni nervios. Hay tres tipos:

Fibroso: de gran resistencia y rigidez, forma los meniscos y los discos intervertebrales.

Elástico: de gran flexibilidad y elasticidad, presente en el pabellón auricular, bronquiolos, epiglotis.

Hialino: tiene pocas fibras y más sustancia intercelular que los otros dos, es más rígido y se encuentra en la nariz, traquea y las uniones de las costillas con el esternón

Tejido óseo: Formado por tres tipos de células: osteoblastos, osteocitos y osteoclastos (células encargadas de destruir hueso para remodelarlo). La sustancia intercelular es sólida y rígida, está formada por fibras de colágeno y sales inorgánicas de fosfato y carbonato cálcico que le proporcionan resistencia. El tejido óseo forma estructuras denominadas huesos cuyas funciones son: Almacenar calcio y fósforo. Proteger órganos blandos. Formar la estructura del cuerpo y participar del movimiento.Albergar la médula ósea roja (fabrica células sanguíneas).

Hay dos variedades de tejido óseo. Esponjoso: la sustancia intercelular forma tabiques que se entrecruzan como en una esponja. Presente en el extremo de los huesos largos y el interior de los huesos planos y cortos, alberga a la médula ósea roja. Compacto: la sustancia intercelular se dispone alrededor de unos

canales (Conductos de Havers, por donde se extienden los vasos sanguíneos y los nervios en el hueso) formando una serie de capas concéntricas. Este tipo de tejido óseo se encuentra en la parte central de los huesos largos y en la parte externa de los huesos cortos y planos.

Tejido sanguíneo: Es un tejido conectivo cuya sustancia intercelular es líquida. Se encuentra en el interior de los vasos sanguíneos y tiene un papel importantísimo en el mantenimiento del equilibrio del medio interno. Representa entre el 7 y el 8% del peso corporal. Está compuesta por: Una parte líquida o Plasma sanguíneo (60% del volumen) formada por agua, sales minerales, iones y abundantes proteínas (fibrinógeno, albúmina e inmunoglobulinas). Cuando al plasma le quitamos el fibrinógeno queda el Suero.

Una parte sólida, las células sanguíneas (40% del volumen), las hay de tres tipos: - Hematies o glóbulos rojos, contienen hemoglobina,proteína que contiene hierro y transporta oxígeno. Son los responsables del color rojo de la sangre. Son células bicóncavas, sin núcleo, hay alrededor de 5 millones por cada mililitro. - Leucocitos o glóbulos blancos, son mayores que los hematíes, esféricos y tienen núcleo. Se encuentran en cifras entre los 5000 y 10000 por mililitro. Los hay de diversos tipos y su función es defender el organismo de agentes infecciosos. - Plaquetas, son fragmentos de otra célula mayor, se encuentran en número de 250 000 por mililitro y su función es formar el coágulo cuando se produce la rotura de un vaso sangíneo para evitar la pérdida de sangre.

Tejido muscular

El tejido muscular es el responsable de los movimientos corporales. Está constituido por células alargadas, las fibras musculares, caracterizadas por la presencia de gran cantidad de filamentos citoplasmáticos específicos.

Las células musculares tienen origen mesodérmico y su diferenciación ocurre principalmente en un proceso de alargamiento gradual, son síntesis simultánea de proteínas filamentosas.

De acuerdo con sus características morfológicas y funcionales se pueden diferenciar en los mamíferos tres tipos de tejido muscular, el músculo liso, estriado esquelético y cardiaco.

Músculo estriado o esquelético

Está formado por haces de células muy largas (hasta de 30 cm.) cilíndricas y multinucleadas, con diámetro que

varía de 10 a 100 µm., llamadas fibras musculares estriadas.

Organización del músculo esquelético

Las fibras musculares están organizadas en haces envueltos por una membrana externa de tejido conjuntivo, llamada empimisio. De éste parten septos muy finos de tejido conjuntivo, que se dirigen hacia el interior del músculo, dividiéndolo en fascículos, estos septos se llaman perimisio. Cada fibra muscular está rodeada por una capa muy fina de fibras reticulares, formando el endominsio.

El tejido conjuntivo mantiene las fibras musculares unidas, permitiendo que la fuerza de contracción generada por cada fibra individualmente actúe sobre el músculo entero, contribuyendo así a su contracción. Este papel del tejido conjuntivo tiene gran importancia porque las fibras generalmente no se extienden de un extremo a otro del músculo.

También por intermedio del tejido conjuntivo la fuerza de contracción del músculo se transmite a otras estructuras como tendones ligamentos, aponeurosis y huesos.

Los vasos sanguíneos penetran en el músculo a través de los septos del tejido conjuntivo y forman una red rica en capilares distribuidos paralelamente a las fibras musculares. Estas fibras se adelgazan en las extremidades y se observa una transición gradual de músculo a tendón. Estudios en esta región de transición al microscopio electrónico reveló que las fibras de colágena del tendón se insertan en pliegues complejos del sarcolema presente en esta zona. Cada fibra muscular presenta cerca de su centro una terminación nerviosa llamada placa motora. La fibra muscular está delimitada por una membrana llamada sarcolema y su citoplasma se presenta lleno principalmente de fibrillas paralelas, las miofibrillas.

Las miofibrillas son estructuras cilíndricas, con un diámetro de 1 a 2 µm. y se distribuyen longitudinalmente a la fibra muscular, ocupando casi por completo su interior. Al microscopio se observan estriaciones transversales originadas por la alternancia de bandas claras y oscuras. La estriación es debida a repetición de unidades llamadas sarcómeros. Cada unidad está formada por la parte de la miofibrilla que queda entre dos líneas Z y contiene una banda A.

Músculo cardiaco

Constituido por células alargadas, formando columnas que se anastomosan irregularmente. Estas células también presentan estriaciones transversales, pero pueden distinguirse fácilmente de las fibras musculares esqueléticas por el hecho de poseer solo uno o dos núcleos centrales. La dirección de las células cardíacas es muy irregular y frecuentemente se pueden encontrar con varias orientaciones, en la misma área de una preparación microscópica, formando haces o columnas.

Esas columnas están revestidas por una fina vaina de tejido conjuntivo, equivalente al endomisio del músculo esquelético. Hay abundante red de capilares sanguíneos entre las células siguiendo una dirección longitudinal a éstas.

La célula muscular cardiaca es muy semejante a la fibra muscular esquelética , aunque posee más sarcoplasma, mitocondrias y glucógeno. También llama la atención el hecho de que en los músculos cardiacos, los filamentos ocupen casi la totalidad de la célula y no se agrupen en haces de miofibrillas.

Una característica específica del músculo cardiaco es la presencia de líneas transversales intensamente coloreables que aparecen a intervalos regulares. Estos discos intercalares presentan complejos de unión que se encuentran en la interfase de células musculares adyacentes. Son uniones que aparecen como líneas rectas o muestran un aspecto en escalera. En la parte en escalera se distinguen dos regiones. La parte transversal, que cruza la fibra en línea recta y la parte lateral que va en paralelo a los miofilamentos.

En los discos intercalares se encuentran tres tipos de contactos:

La fascia adherens o zona de adhesión

mácula adherens o desmosome

uniones tipos gap (gap juntion).

Las zonas de adhesión representan la principal especialización de la membrana y de la parte transversal del disco sirven para fijar los filamentos de actina de los sarcómeros terminales. Básicamente representa una hemibanda Z (media)

Las máculas adherentes son desmosome que unen fibras musculares cardiacas, impidiendo que se separen por la actividad contráctil constante del corazón.

Los desmosome son estructuras complejas en forma de un disco constituidas por la yuxtaposición de dos regiones electrodensas que se hallan en las regiones contiguas de la membrana celular de dos células vecinas, en las cuales se insertan haces de tono filamentos. Las fibrillas tienden acumularse en el polo superior de la célula inmediatamente por debajo de la superficie celular, formando la trama terminal (citoesqueleto).

En las partes laterales de los discos se encuentran uniones tipo gap, responsables de la continuidad iónica, entre células musculares próximas. Desde el punto de vista funcional, el paso de iones permite que las cadenas de células musculares se comportan como si fueran un sincito (célula simple con muchos núcleos), pues el estímulo de la contratación pasa como si fuera una onda de una célula a otra.

Nervios y sistema generador y conductor del impulso nervioso en el corazón

Debido a la capa de tejido conjuntivo que reviste internamente el corazón existe una red de células musculares cardiacas modificadas localizadas dentro de la pared muscular del órgano. Tales células desempeñan un papel importante en la generación y conducción del estímulo cardiaco.

El corazón recibe nervios tanto del sistema simpático con del parasimpático que forman plexos en la base del órgano. No existen en el corazón, terminaciones nerviosas comparables a la placa motora del músculo esquelético. Se admite que las fibras musculares cardiacas son capaces de autoestimulación independiente del impulso nervioso. Cada una de estas fibras tiene su ritmo propio, pero dado que están enlazadas en uniones tipo gap, que tienen un ritmo acelerado y conducen a todas las otras distribuyendo el impulso a todo el órgano.

Las fibras del sistema generador y conductor del impulso son las del ritmo más rápido, pero las otras células del corazón pueden hacer que el órgano trabaje con un ritmo más lento, en el caso de que exista un fallo en el sistema conductor.

Por lo tanto el sistema nervioso ejerce en el corazón una acción reg

uladora, adaptando el ritmo cardiaco a las necesidades del organismo como un todo.

Músculo visceral o liso

Esta formado por la asociación de células largas que pueden medir de 5 a 10 um. de diámetro por 80 a 200 µm. de largo. Están generalmente dispuestas en capas sobre todo en las paredes de los órganos huecos, como el tubo digestivo o vasos sanguíneos. Además de esta disposición encontramos células musculares lisas en el tejido conjuntivo que reviste ciertos órganos como la próstata y las vesículas seminales y en el tejido subcutáneo de determinadas regiones como el escroto y los pezones. También se pueden agrupar formando pequeños músculos individuados (músculo erector del pelo), o bien constituyendo la mayor parte de la pared del órgano, como el útero.

Las fibras musculares lisas están revestidas y mantenidas unidad por una red muy delicada de fibras reticulares. También encontramos vasos y nervios que penetran y ramifican entre las células.

En el corte transversal el músculo liso se presenta como un aglomerado de estructuras circulares o poligonales que pueden ocasionalmente presentar un núcleo central. En corte longitudinal se distinguen una capa de células fusiformes paralelas.

Estructura de la fibra muscular lisa

La fibra muscular lisa también está revestida por una capa de glucoproteína amorfa (glucálix). Frecuentemente los plasmalemas de dos células adyacentes se aproximan mucho formando uniones estrechas (Tight) y gap. Esas estructuras no sólo participan de la transmisión intercelular del impulso, sino que mantienen la unión entre las células. Existe un núcleo alargado y central por célula. La fibra muscular lisa presenta haces de miofilamentos que cruzan en todas direcciones, formando una trama tridimensional.

En el músculo liso también existen terminaciones nerviosas, pero el grado de control de la contracción muscular por el sistema nervioso varia. Es importante las uniones gap, en la transmisión del estímulo de célula a célula.

El músculo liso, recibe fibras del sistema nervioso simpático y para simpático y no muestra uniones neuromusculares elaboradas (placas motoras). Frecuentemente los axones terminan formando dilataciones del tejido conjuntivo. Estas dilataciones contienen vesículas sinápticas con los neurotransmisores acetilcolina (terminaciones colinérgicas) o noradrenalina (terminaciones adrenérgicas).

Tejido Nervioso

Se origina desde el ectoderma y sus principales componentes son las células, rodeadas de escaso material intercelular. Las células son de dos clases diferentes: neuronas o células nerviosas y neuroglia o células de sostén

Es el tejido propio del Sistema Nervioso el cuál, mediante la acción coordinada de redes de células nerviosas:

q recoge información procedente desde receptores sensoriales

q procesa esta información, proporcionando un sistema de memoria y

q genera señales apropiadas hacia las células efectoras .

Las células de sostén rodean a las neuronas y desempeñan funciones de soporte, defensa, nutrición y regulación de la composición del material intercelular

El Sistema Nervioso Central (SNC), se origina desde el epitelio del tubo neural y su tejido nervioso contiene neuronas, células de neuroglia y capilares sanguíneos que forman la barrera hemato-encefalica

El Sistema Nervioso Periférico (SNP), que conecta los receptores sensoriales con SNC. y a este con las células efectoras, se desarrolla a partir de la cresta neural y sus células se asocian a otros tejidos del organismo. Sin embargo, es una extensión del tejido nervioso del SNC ya que zonas de las neuronas sensitivas y efectoras y todas las interneuronas se encuentran en el SNC, mientras que los ganglios nerviosos y los nervios periféricos corresponde al tejido nervioso propio del SNP